차세대 태양광발전의 기초와 활용

제1장 차세대 태양광 발전에 대한 서언 3

제2장 태양광 활용 4
2.1 제 1세대 태양전지 8
2.1.1 실리콘계 태양전지(Silicon solar cell) 8
2.1.2 이용목적 및 구조에 따른 분류 9
2.1.3 실리콘 태양전지의 동작 원리 11
2.1.4 태양전지의 효율 14

2.2 제 2세대 태양전지 15
2.2.1 비결정질 실리콘(Amorphous silicon) 15
2.2.2 CIGS 태양전지(Copper-Indium-Gallium-Selenide) 16
2.2.3 CdTe 태양전지(Cadmium Tellurdie) 17

2.3 제 3세대 태양전지-염료 감응형 태양전지 18
2.3.1 제 3세대 태양전지인 DSC(Dye-sensitized Solar Cell) 18
2.3.2 DSC에 대한 국외 연구개발 현황 21
2.3.3 DSC에 대한 국내 연구개발 현황 22
2.3.4 DSC에 대한 국내?외 산업동향 22
2.3.5 DSC의 기본구조 23
2.3.6 DSC 셀의 제작 과정 26
2.3.7 DSC 셀의 동작 원리 29
2.3.8 DSC의 특성 31
2.3.9 DSC의 제작방법 32
2.3.10 DSC의 출력특성 측정 36
2.3.11 DSC의 제작에 관한 새로운 시도 50
2.3.12 DC-DC 컨버터와 Cockroft 회로를 이용한 고전압회로 51
2.3.13 DSC의 직?병렬 접속에 따른 그림자 효과 분석 56
2.3.14 투명 도전 층의 표면 처리 효과 70

2.4 제 3세대 태양전지-양자점감응형 태양전지 75
2.4.1 양자점감응형 태양전지(Quantum dot-sensitized Solar Cell, QDSC)의 연구동향 75
2.4.2 QDSC의 기본적인 구조 77
2.4.3 QDSC의 동작 원리 80
2.4.4 전해질 첨가물에 따른 CdS/CdSe QDSC의 성능 변화 82
2.4.5 CoS/NiS 상대전극 84

2.5 제 3세대 태양전지-페로브스카이트 태양전지 86
2.5.1 페로브스카이트 태양전지(Perovskite Solar Cell)의 연구동향 86
2.5.2 페로브스카이트 태양전지(PSC)의 기본적인 구조 87
2.5.3 다층벽 카본나노튜브 금속전극 기반의 HTM-free PSC 89

2.6 태양광 발전 시스템 92
2.6.1 태양광 자동차 92

2.7 태양광 발전 시스템의 전력변환 및 제어장치 94
2.7.1 계통연계형 인버터의 기본구성과 동작 95
2.8 독립전원시스템 103
2.8.1 DC-DC 컨버터의 역할 및 특성 103
2.8.2 인버터 회로 104
2.8.3 단상 하프 브리지 인버터 106
2.8.4 단상 풀 브리지 인버터 107
2.8.5 DSP를 이용한 인버터 실험 108

2.9 계통연계형 인버터 111
2.9.1 3상 인버터 111
2.9.2 계통연계형 인버터의 종류 113
2.9.3 인버터 자체 변환효율 증대 및 시스템 효율 증대 115
2.9.4 설치의 용이성 및 설치 공간 제약 타계 117
2.9.5 단독운전방지기능 118
2.9.6 필터 인덕터 코어 120

2.10 배터리 충전방식의 종류와 방법 121
2.10.1 정전류 충전 121
2.10.2 정전압 충전 122
2.10.3 정전류-정전압 충전 122
2.10.4 충전 시의 주의사항 123
2.10.5 전력용 반도체 123
2.10.6 중앙연산처리장치 124
2.10.7 충전 용량(Charge Capacity) 125
2.10.8 충전/방전 방법 128

제3장 태양광 발전의 다양한 활용 135

3.1 로봇청소기에의 활용 135
3.1.1 양방향 DAB 컨버터의 토폴로지 136
3.1.2 설계 및 시뮬레이션 140
4.1.3 실험결과 및 검토 142
3.1.4 결론 145

3.2 선박에의 활용 145
3.2.1 하이브리드 태양광 발전 시스템 설계 147
3.2.2 하이브리드 발전시스템 설계 148
3.2.3 선박용 태양광 하이브리드 개념 설계 150
3.2.4 태양광 발전 및 모니터링 시스템 개발 151
3.2.5 하이브리드 운전 알고리즘 개발 159
3.2.6 다결정 실리콘 태양광 발전 시스템 구성 162
3.2.7 모의항로 실험 시스템 구성 181
3.2.8 하이브리드 태양광 발전 시스템 육상 실험 187
3.2.9 마무리 및 결론 195

제4장 태양광 에너지 저장 시스템 198
4.1 에너지저장 시스템(ESS)의 개요 198
4.2 ESS 관련 분야 산업현황 및 발전전망 199

참고문헌 213
부록 216