FAH-전지의 효율파라미터에 대한 광세기 및 온도특성 = Effect of Light Intensity and Temperature on Efficiency Parameters of a FAH-Solar Cell

국문 초록 (Abstract)

위성전원용 태양전지로 사용할 수 있는 새로운 구조의 FAH-전지로부터 효율파라미터 특성이 입사 광전력의 세기(I=20∼1000 mW/㎠)와 온도 (T=0∼140℃)에 따라 어떻게 변화되는가를 측정하고 이 결과를 분석하였다.
일정한 온도(T=30℃)에서 광세기가 증가할 때 FAH-전지의 개방전압(V_oc)은 20∼200 mW/㎠ 범위에서 v_oc=0.66+0.067·log(I/20) [V]로, 200∼600mW.㎠ 에서는 V-oc=0.727+0.04·log(I/200) [V]의 관계로 증가하는 특성을 나타내고 600 mW/㎠ 이상에서는 0.75 [V]로 포화되었다. 충실도(F·F)는 100mW/㎠ 이하에서 F·F=0.815∼0.0858·log(I/20)으로, 300 mW/㎠이상에서는 F·F=0.65∼0.5164·log(I/300)의 관계로, 광세기에 따라 감소하는 특성을 보였다. T=30℃일 경우 전지의 효유(EFF.)은 100mW/㎠이하의 광세기에서 거의 일정한 값으로 나타나고(EFF.≒EFF_*ref=EFF.｜I=100 mW/㎠) 300mW/㎠ 이상의 광세기에서는 EFF.=Eff_*ref·[0.9-0.412·log(I/300)]로 효율이 급격히 저하되었다. 또한 일정한 광세기(I=100 mW/㎠)에서 단락전류(I_se는 온도가 증가함에 따라 단조증가하며 T＜30℃에서 dI_se/dT=0.0006 mA/℃로 나타났다. 개방전압의 감소율은 전체 측정온도 범위(T=0∼140℃)에서 dV_oc/dT=-0.002 V/℃로 나타났으며, 충실도(F·F)는 T=0∼20℃, 20∼90℃, 90∼140℃의 각 영역에서 -0.275%/℃, -0.1357%/℃, -0.1 %/℃의 율로 감소하였다. 전지의 효율은 T=30℃의 갑(EFF. ｜T=30℃=EFF.ref)을 기준할 때 T＜20℃에서 EFF.=EFF.ref·[1-0.0034·(T-30)]의 관계로 나타나고 그 이하의 온도에서는 효율이 1.05·EFF.ref의 값으로 포화되는 현상을 보였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The effect of light intensity(I=20∼1000mW/㎠) and temperature(T=0∼140℃) on the efficiency parameters of a new FAH-solar cell is exeprimentally and theoretically investigated n this paper.
Under the constant temperature(T=30℃), the increase of light intensity gives the open circuit voltage(V_oc) varing with the relation of 0.66+0.067·log(I/20) [V] and 0.727+0.04·log[I/200] [V] in each range of I=20∼200[mW/㎠] and I=200∼600[mW/㎠]. The open circuit voltage is, however, nearly saturated to 0.75[V] above 600[mW/㎠]. The fill factor is decreased with the relation of 0.815∼0.0858·log[I/20] below 10[mW/㎠ and 0.65-0.5164·log[I/300] above 300[mW/㎠]. The conversion efficiency(EFF.) shows the constant value of EFF-*ref=EFF.｜_I=100mW/㎠ below 100[mW/㎠], but decreases with the relation of EFF.=EFF_*ref·(0.9-0.412·log[I/300]) above 300[mW/㎠]. Under the constant light intensity(i=100mW/㎠), the increase of temperature gives the short circuit current increasing with the rate of dI_sc/dT=0.0225[mA/℃] below 30[℃], and dI_sc/dT=0.006[mA/℃] in the range of 30∼140[℃]. The open circuit voltage is decreased with the rate of dV_oc/dT=-0.002[V/℃]
The fill factor is decreased with the rate of -0.275[%/℃], -0.1357[%/℃], and -0.1[%/℃] in the ranges of 0∼20[℃], 20∼90[℃], and 90∼140[℃], respectively. The conversion efficiency is decreased with the relation of EFF.=EFF_*ref'·[1-0.0034·(T-30)] above 20[℃], and saturated to 1.05 EFF_*ref' below 20[℃].