KR20230061699A - 페로브스카이트 태양전지의 양자효율 측정장치 및 그 제어방법 - Google Patents

페로브스카이트 태양전지의 양자효율 측정장치 및 그 제어방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20230061699A
KR20230061699A KR1020210146203A KR20210146203A KR20230061699A KR 20230061699 A KR20230061699 A KR 20230061699A KR 1020210146203 A KR1020210146203 A KR 1020210146203A KR 20210146203 A KR20210146203 A KR 20210146203A KR 20230061699 A KR20230061699 A KR 20230061699A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
solar cell
measuring
perovskite solar
frequency
Prior art date
Application number
KR1020210146203A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102552281B1 (ko
Inventor
김원기
김지영
한경훈
Original Assignee
주식회사 티엔이테크
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 티엔이테크 filed Critical 주식회사 티엔이테크
Priority to KR1020210146203A priority Critical patent/KR102552281B1/ko
Publication of KR20230061699A publication Critical patent/KR20230061699A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102552281B1 publication Critical patent/KR102552281B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S50/00Monitoring or testing of PV systems, e.g. load balancing or fault identification
    • H02S50/10Testing of PV devices, e.g. of PV modules or single PV cells
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02Details
    • G01J3/10Arrangements of light sources specially adapted for spectrometry or colorimetry
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02Details
    • G01J3/10Arrangements of light sources specially adapted for spectrometry or colorimetry
    • G01J2003/102Plural sources
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 초퍼 주파수가 1Hz 미만에서 구동되면서 응답 파형을 측정할 수 있는 장치를 추가하여 페로브스카이트 태양전지가 갖는 파장별 광 효율을 정확히 측정하도록 한 페로브스카이트 태양전지의 양자효율 측정장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 태양광과 같은 빛을 발생시키기 위해 백색광을 발생하는 광원부와, 상기 광원부의 빛을 각각의 파장으로 분광하여 출력하는 분광기와, 상기 분광기를 통해 분광된 빛을 아이리스 제어방식을 통해 빛이 1Hz미만의 주파수를 갖도록 제어하는 광학초퍼와, 스테핑 모터에 의해 몸체가 회전되어 페로브스카이트 태양전지가 안착되는 시편측정 지그와, 상기 시편측정 지그에 안착된 페로브스카이트 태양전지에 상기 광학초퍼로부터 1Hz미만의 주파수로 제어된 빛과 바이어스광을 입사시켜 페로브스카이트 태양전지의 파장별 광 효율을 측정하기 위해 응답곡선을 측정하는 응답곡선 측정부와, 상기 응답곡선 측정부로부터 측정된 응답곡선과 락-인 엠프부를 통해 증폭된 주파수를 전달받아 저장 및 분석하여 페로브스카이트 태양전지의 양자효율 값을 계산하여 결정하는 제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

페로브스카이트 태양전지의 양자효율 측정장치 및 그 제어방법{Apparatus for measuring quantum efficiency of perovskite solar cell and method for controlling the same}
본 발명은 페로브스카이트 태양전지의 양자효율 측정장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 특히 1Hz 미안의 초퍼와 파형 분석기를 이용하여 페로브스카이트 태양전지에 백색광과 바이어스광을 입사시켜 페로브스카이트 태양전지의 양자효율을 측정하도도록 한 페로브스카이트 태양전지용 양자효율 측정장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 태양전지는 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하는 장치로서, 태양 에너지를 흡수하여 전자와 전공을 발생하는 광기전 효과를 이용하여 전류-전압을 생성한다. 이러한 태양전지는 자원의 고갈 및 환경문제에 직면한 화석 에너지의 대체 에너지로 세계적인 관심을 받고 있다.
다만, 태양전지는 고효율화를 위해 매우 순도가 높은 소재를 사용해야 하므로, 원소재의 정제에 많은 에너지가 소모된다. 또한, 원소재를 이용하여 단결정 혹은 박막화하는 과정에서 고가의 공정 장비가 사용되므로, 태양전지의 제조에 상당한 비용이 소요되고, 이는 태양전지의 활용에 장애요인으로 작용하고 있다.
이러한 태양전지의 제조비용을 낮추기 위해서 착안된 것 중 하나가 유무기 하이브리드 페로브스카이트 태양전지이다. 상기 유무기 하이브리드 페로브스카이트 태양전지는 무기물과 유기물이 결합하여, 페로브스카이트 결정 구조를 가지는 소재를 활용한 태양전지이다.
특히, 상기 페로브스카이트 태양전지는 페로브스카이트 구조를 가진 유무기 하이브리드 물질을 광흡수층으로 사용하는 태양전지 소자이다.
이러한 상기 페로브스카이트 태양전지는 납이나 주석을 중심 금속으로 하는 유무기 할로겐화물이 주로 사용된다. 현재 판매되는 일반적인 태양전지의 95% 이상은 실리콘으로 만들어지지만 실리콘 태양전지는 제조방법이 복잡하기 때문에, 원료비용이 값싸고 제조방법이 단순한 페로브스카이트 태양전지에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
한편, 태양전지의 성능지표들은 국제규격에서 제시하는 특정한 스펙트럼(AM 1.5G) 및 조사 강도(1 sun = 100㎽/㎠)를 가지는 빛에 태양전지를 노출시킨 후, 일정한 소자온도(25℃) 조건에서 태양전지가 출력하는 전류-전압 특성 곡선이나 분광응답(spectral response)을 측정함으로서 확인할 수 있다.
이러한 태양전지 분광응답을 측정하기 위한 일반적인 태양전지 분광응답 측정 장치는 측정용 단색광 발생을 위한 주 광원(main light source) 이외에 AM1.5G 스펙트럼 및 100㎽/㎠ 조사강도의 빛을 구현하기 위한 바이어스 광원(bias light source)을 구비하고 있으며, 이 바이어스 광원에서 나온 빛을 하나의 광 경로(optical pathway)로 유도한 다음 에어 매스 필터(air mass filter)에 통과시킴으로써 AM1.5G 스펙트럼 및 100㎽/㎠ 조사강도에 준하는 빛을 모사하여 태양전지에 입사 되도록 하고 있다.
일반적으로 태양전지는 태양광을 입사받아 전력을 생산하는 반도체 소자로 구성되지만, 상기 페로브스카이트 태양전지는 ABX3(A는 유기 양이온, B는 금속 양이온, X는 할로겐 음이온)의 결정 구조를 갖기 때문에 A와 B 결정 자리에 어떤 물질을 사용하느냐에 따라 파장에 따른 분광감도 세기와 응답시간이 달라지는 특성을 가지고 있다.
따라서 상기 태양전지로 입사되는 입사광의 스펙트럼의 파장에 따른 응답 시간을 측정하면서 응답 전류를 측정하는 양자효율 측정장비를 개발하여야만 하였다. 그런데, 반도체 소자로 구성된 실리콘 태양전지는 응답시간이 매우 짧아 기존 기술로도 어려움 없이 측정할 수 있었지만, 이러한 측정기를 이용하여 페로브스카이트 태양전지의 양자효율을 측정하는 것은 부정확한 측정값을 얻게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 초퍼 주파수가 1Hz 미만에서 구동되면서 응답 파형을 측정할 수 있는 장치를 추가하여 페로브스카이트 태양전지가 갖는 파장별 광 효율을 정확히 측정하도록 한 페로브스카이트 태양전지의 양자효율 측정장치 및 그 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 페로브스카이트 태양전지의 양자효율 측정장치는 태양광과 같은 빛을 발생시키기 위해 백색광을 발생하는 광원부와, 상기 광원부의 빛을 각각의 파장으로 분광하여 출력하는 분광기와, 상기 분광기를 통해 분광된 빛을 아이리스 제어방식을 통해 빛이 1Hz미만의 주파수를 갖도록 제어하는 광학초퍼와, 스테핑 모터에 의해 몸체가 회전되어 페로브스카이트 태양전지가 안착되는 시편측정 지그와, 상기 광학초퍼에 인접한 위치에 배치되어 1Hz미만의 주파수로 제어된 빛을 전달받아 내부에 복수개로 설치된 위치 및 각도의 가변조정이 가능한 반사경의 위치 및 각도를 조절하여 상기 시편측정 지그 위에 안착된 페로브스카이트 태양전지로 입사시키는 광경로 분리부와, 상기 광경로 분리부를 통해 분리된 빛을 측정하는 광모니터링 센서와, 상기 광모니터링 센서를 통해 측정된 빛을 특정 주파수로 증폭하여 출력하는 락-인 엠프부와, 상기 시편측정 지그에 안착된 페로브스카이트 태양전지에 상기 광학초퍼로부터 1Hz미만의 주파수로 제어된 빛과 바이어스광을 입사시켜 페로브스카이트 태양전지의 파장별 광 효율을 측정하기 위해 응답곡선을 측정하는 응답곡선 측정부와, 상기 응답곡선 측정부로부터 측정된 응답곡선과 상기 락-인 엠프부를 통해 증폭된 주파수를 전달받아 저장 및 분석하여 페로브스카이트 태양전지의 양자효율 값을 계산하여 결정하는 제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 페로브스카이트 태양전지의 양자효율 측정장치의 제어방법은 입사파장 영역과 초기 광학초퍼 주파수값을 각각 설정하는 단계; 상기 초퍼 주파수 값을 광바이어스와 함께 페로브스카이트 태양전지의 시편에 인가하여 상기 시편의 전류값을 측정하는 단계; 상기 시편의 전류값을 측정하면서 동시에 페로브스카이트 태양전지의 파장별 광 효율을 측정하기 위해 응답곡선을 측정하는 단계; 상기 측정된 응답곡선을 전달받아 분석하여 상기 측정한 전압 응답 곡선이 사각파형인지 아닌지를 판단하는 단계; 상기 측정한 전압 응답 곡선이 사각파형이면 양자효율값으로 계산하여 결정하는 단계; 상기 측정한 전압 응답 곡선이 사각파형이 아니면, 초기 초퍼 주파수 값을 변경하여 상기 시편의 전류값과 전압 응답 곡선을 다시 측정하여 사각파형의 조건일때만 양자효율값으로 변화하는 측정하는 단계를 포함하고, 상기 초기 초퍼 주파수 값은 아이리스 제어방식을 통해 빛이 1Hz미만의 주파수를 갖도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 의한 페로브스카이트 태양전지의 양자효율 측정장치 및 그 제어방법은 다음과 같은 효과가 있다.
즉, 초퍼 주파수가 1Hz 미만에서 구동되면서 응답 파형을 측정할 수 있는 장치를 추가하여 페로브스카이트 태양전지가 갖는 파장별 광 효율을 정확히 측정할 수 있다.
보다 구체적으로 본 발명은 기존 측정 장치에 사용되고 있는 광학초퍼의 주파수를 1Hz 미만으로 제어하기 위해서 휠(Wheel) 방식으로 입사되는 광을 주기적으로 차단하는 방식이 아닌 제어구동이 되는 아이리스를 사용하는데 있다. Wheel에 의한 주기적인 입사광원의 차단을 위한 최소 주파수는 4Hz까지이며, 4Hz 미만을 구동 하려고 할 때는 안정적인 주파수를 얻지 못하는 단점이 있다. 하지만 아이리스 제어방식은 1Hz 미만의 주파수를 안정적으로 제어할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 의한 페로브스카이트 태양전지의 양자효율 측정장치를 개략적으로 나타낸 구성도
도 2는 종래와 본 발명에 의한 페로브스카이트 태양전지의 응답특성을 측정한 결과를 나타낸 그래프
도 3은 본 발명에 의한 페로브스카이트 태양전지의 양자효율 측정장치의 제어방법을 개략적으로 나타낸 순서도
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. 이에 앞서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타냈음으로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
그리고 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 “...부”, “...부재” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.
도 1은 본 발명에 의한 페로브스카이트 태양전지의 양자효율 측정장치를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
본 발명에 의한 페로브스카이트 태양전지의 양자효율 측정장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 태양광과 같은 빛을 발생시키기 위해 백색광을 발생시키는 단일광원으로 구성되는 광원부(100)와, 상기 광원부(100)의 빛을 각각의 파장으로 분광하여 출력하는 분광기(200)와, 상기 분광기(200)를 통해 분광된 빛을 아이리스 제어방식을 통해 빛이 1Hz미만의 주파수를 갖도록 제어하는 광학초퍼(300)와, 스테핑 모터에 의해 몸체가 회전되어 페로브스카이트 태양전지가 안착되는 시편측정 지그(400)와, 상기 광학초퍼(300)에 인접한 위치에 배치되어 1Hz미만의 주파수로 제어된 빛을 전달받아 내부에 복수개로 설치된 위치 및 각도의 가변조정이 가능한 반사경의 위치 및 각도를 조절하여 상기 시편측정 지그(400)위에 안착된 페로브스카이트 태양전지로 입사시키는 광경로 분리부(500)와, 상기 광경로 분리부(500)를 통해 분리된 빛을 측정하는 광모니터링 센서(600)와, 상기 광모니터링 센서(600)를 통해 측정된 빛을 특정 주파수로 증폭하여 출력하는 락-인 엠프(Lock-In Amp)부(700)와, 상기 시편측정 지그(400)에 안착된 페로브스카이트 태양전지에 상기 광학초퍼(300)로부터 1Hz미만의 주파수로 제어된 빛과 바이어스광을 입사시켜 페로브스카이트 태양전지의 파장별 광 효율을 측정하기 위해 응답곡선을 측정하는 응답곡선 측정부(800)와, 상기 응답곡선 측정부(800)로부터 측정된 응답곡선과 상기 락-인 엠프부(700)를 통해 증폭된 주파수를 전달받아 저장 및 분석하여 페로브스카이트 태양전지의 양자효율 값을 계산하여 결정하는 제어부(900)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 광원부(100)는 빛을 발광하는 바이어스 광원을 포함하고, 상기 바이어스 광원은 제논(Xe)램프나 할로겐(halogen)램프 또는 LED 중에 하나를 사용하는 단일 광원, 또는 이들을 조합한 복수 광원일 수 있으며, 범용의 광대역(broadband) 광원을 사용할 수도 있다. 한편, 기재된 사항에 한정되지 아니하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 적절하게 변형하여 선택할 수 있다.
상기 분광기(200)는 매질에 필요한 파장 대를 조사하기 위하여 파장을 작게는 1㎚ 단위로 나누어 매질로 투과시켜준다.
이러한 상기 분광기(200)는 광원으로부터 방출된 광을 분광시키는 것으로서, 빛의 굴절을 이용한 프리즘 분광기와 회절현상을 이용한 격자(grating)형 분광기, 간섭현상을 이용한 분광기가 있다.
또한, 상기 광학초퍼(300)의 주파수를 1Hz 미만으로 제어하기 위해서 Wheel 방식으로 입사되는 빛을 주기적으로 차단하는 방식이 아닌 제어 구동이 가능한 아이리스를 사용하는데 있다. 즉, 종래의 Wheel에 의한 주기적인 입사 광원의 차단을 위한 최소 주파수는 4Hz 까지이며, 4Hz 미만을 구동 하려고 할 때는 안정적인 주파수를 얻지 못하는 단점이 있다. 하지만 본 발명은 아이리스 제어방식은 1Hz 미만의 주파수를 안정적으로 제어할 수 있다.
상기 광학초퍼(300)는 가변 주파수 회전 디스크 초퍼(Variable frequency rotating disc chopper), 고정 주파수 튜닝 포크 초퍼(Fixed frequency tuning fork chopper) 및 광학 셔터(Optical shutter)의 중 어느 하나일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 초핑(chopping)이 수행되는 주파수는 모터 속도와 회전 디스크의 슬롯 수에 의해 설정되며, 디스크 반경과 빔 직경에 의해 제한될 수 있다.
또한, 상기 페로브스카이트 태양전지는 응답특성이 다른 태양전지보다 느리기 때문에 Si 계열이 태양전지를 측정하는 방식으로 측정을 하게되면 잘못된 측정값을 얻게된다. 5Hz 조건으로 광바이어스에 대한 시편의 전압 응답 곡선을 보면 전압은 시간의 경과에 따라 변화는 특성을 보여주기 때문에 측정시간을 설정하지 못하는 조건이 된다.
하지만 본 발명과 같이 광학초퍼(300)를 통해 아이리스 방식으로 1Hz 미만의 주파수를 안정적으로 제어하는 조건에서는 전압을 측정할 수 있는 측정 시간을 설정할 수 있게 되어 파형변화에 따른 전압 곡선을 측정하여 측정 시간을 정할 수 있다. 이런 시편의 응답 특성으로 인해 응답곡선 측정부(800)를 이용하여 측정시간을 입사 파장별로 설정한다.
상기 락-인 엠프부(700)는 노이즈가 큰 신호에서 알려진 반송파로 신호를 추출할 수 있는 증폭기로서, 삼각 함수의 직교성(Orthogonality)을 이용하여 노이즈 요소보다 최대 1 백만 배 작은 신호를 안정적으로 감지할 수 있다. 상기 락인 엠프부(700)는 헤테로다인(Heterodyne) 기술을 이용하여 측정신호를 직류로 주파수 변환할 수 있고, 호모다인 디텍터 및 상기 호모 다인 디텍터에 연결되고 컷 오프 주파수의 튜닝이 가능한 저주파 필터를 포함할 수 있다.
도 2는 종래와 본 발명에 의한 페로브스카이트 태양전지의 응답특성을 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
따라서, 상기와 같은 종래 태양전지 양자효율측정장치는 광응답이 느린 태양전지에는 사용하지 못하므로 초퍼 주파수가 1Hz 미만에서 구동되면서 응답 파형을 측정할 수 있는 장치를 추가하여 페로브스카이트 태양전지가 갖는 파장별 광 효율을 정확히 측정할 수 있다.
도 3은 본 발명에 의한 페로브스카이트 태양전지의 양자효율 측정장치의 제어방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
본 발명에 의한 페로브스카이트 태양전지의 양자효율 측정장치의 제어방법은 도 3에 도시된 바와 같이, 입사파장 영역과 초기 초퍼 주파수값을 각각 설정한다(S110, S120).
여기서, 상기 초기 초퍼 주파수 값은 아이리스 제어방식을 통해 빛이 1Hz미만의 주파수를 갖도록 제어한다.
이어서, 상기 초퍼 주파수 값을 광바이어스와 함께 페로브스카이트 태양전지의 시편에 인가하여 상기 시편의 전류값을 측정한다(S130).
이어서, 상기 시편의 전류값을 측정하면서 동시에 페로브스카이트 태양전지의 파장별 광 효율을 측정하기 위해 응답곡선을 측정한다(S140).
그리고 상기 측정된 응답곡선을 전달받아 분석하여 상기 측정한 전압 응답 곡선이 사각파형인지 아닌지를 판단한다(S150).
이때 상기 측정한 전압 응답 곡선이 사각파형이면 양자효율값으로 계산하여 결정한다(S160). 그리고 상기 측정한 전압 응답 곡선이 사각파형이 아니면, 초기 초퍼 주파수 값을 변경하여 상기 시편의 전류값과 전압 응답 곡선을 다시 측정하여 사각파형의 조건일때만 양자효율값으로 변화하는 측정한다.
본 발명은 도면과 명세서에 최적의 실시예들이 개시되었다. 여기서, 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 발명은 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면, 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 권리범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100 : 광원부 200 : 분광기
300 : 광학초퍼 400 : 시편측정 지그
500 : 광경로 분리부 600 : 광모니터링 센서
700 : 락-인 엠프부 800 : 응답곡선 측정부
900 : 제어부

Claims (5)

  1. 태양광과 같은 빛을 발생시키기 위해 백색광을 발생하는 광원부와,
    상기 광원부의 빛을 각각의 파장으로 분광하여 출력하는 분광기와,
    상기 분광기를 통해 분광된 빛을 아이리스 제어방식을 통해 빛이 1Hz미만의 주파수를 갖도록 제어하는 광학초퍼와,
    스테핑 모터에 의해 몸체가 회전되어 페로브스카이트 태양전지가 안착되는 시편측정 지그와,
    상기 광학초퍼에 인접한 위치에 배치되어 1Hz미만의 주파수로 제어된 빛을 전달받아 내부에 복수개로 설치된 위치 및 각도의 가변조정이 가능한 반사경의 위치 및 각도를 조절하여 상기 시편측정 지그 위에 안착된 페로브스카이트 태양전지로 입사시키는 광경로 분리부와,
    상기 광경로 분리부를 통해 분리된 빛을 측정하는 광모니터링 센서와,
    상기 광모니터링 센서를 통해 측정된 빛을 특정 주파수로 증폭하여 출력하는 락-인 엠프부와,
    상기 시편측정 지그에 안착된 페로브스카이트 태양전지에 상기 광학초퍼로부터 1Hz미만의 주파수로 제어된 빛과 바이어스광을 입사시켜 페로브스카이트 태양전지의 파장별 광 효율을 측정하기 위해 응답곡선을 측정하는 응답곡선 측정부와,
    상기 응답곡선 측정부로부터 측정된 응답곡선과 상기 락-인 엠프부를 통해 증폭된 주파수를 전달받아 저장 및 분석하여 페로브스카이트 태양전지의 양자효율 값을 계산하여 결정하는 제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 태양전지의 양자효율 측정장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 광원부는 빛을 발광하는 바이어스 광원을 포함하고, 상기 바이어스 광원은 제논 램프나 할로겐 램프 또는 LED 중에 하나를 사용하는 단일 광원, 또는 이들을 조합한 복수 광원인 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 태양전지의 양자효율 측정장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 분광기는 매질에 필요한 파장 대를 조사하기 위하여 파장을 작게는 1㎚ 단위로 나누어 매질로 투과시켜 주는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 태양전지의 양자효율 측정장치.
  4. 입사파장 영역과 초기 광학초퍼 주파수값을 각각 설정하는 단계;
    상기 초퍼 주파수 값을 광바이어스와 함께 페로브스카이트 태양전지의 시편에 인가하여 상기 시편의 전류값을 측정하는 단계;
    상기 시편의 전류값을 측정하면서 동시에 페로브스카이트 태양전지의 파장별 광 효율을 측정하기 위해 응답곡선을 측정하는 단계;
    상기 측정된 응답곡선을 전달받아 분석하여 상기 측정한 전압 응답 곡선이 사각파형인지 아닌지를 판단하는 단계;
    상기 측정한 전압 응답 곡선이 사각파형이면 양자효율값으로 계산하여 결정하는 단계;
    상기 측정한 전압 응답 곡선이 사각파형이 아니면, 초기 초퍼 주파수 값을 변경하여 상기 시편의 전류값과 전압 응답 곡선을 다시 측정하여 사각파형의 조건일때만 양자효율값으로 변화하는 측정하는 단계를 포함하고,
    상기 초기 초퍼 주파수 값은 아이리스 제어방식을 통해 빛이 1Hz미만의 주파수를 갖도록 제어하는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 태양전지의 양자효율 측정장치의 제어방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 광학초퍼를 통해 아이리스 방식으로 1Hz 미만의 주파수를 안정적으로 제어하는 조건에서는 전압을 측정하는 측정 시간을 설정하고 파형변화에 따른 전압 곡선을 측정하여 측정 시간을 결정하며, 응답곡선 측정부를 이용하여 측정시간을 입사 파장별로 설정하는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 태양전지의 양자효율 측정장치의 제어방법.
KR1020210146203A 2021-10-29 2021-10-29 페로브스카이트 태양전지의 양자효율 측정장치 및 그 제어방법 KR102552281B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210146203A KR102552281B1 (ko) 2021-10-29 2021-10-29 페로브스카이트 태양전지의 양자효율 측정장치 및 그 제어방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210146203A KR102552281B1 (ko) 2021-10-29 2021-10-29 페로브스카이트 태양전지의 양자효율 측정장치 및 그 제어방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20230061699A true KR20230061699A (ko) 2023-05-09
KR102552281B1 KR102552281B1 (ko) 2023-07-07

Family

ID=86409121

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210146203A KR102552281B1 (ko) 2021-10-29 2021-10-29 페로브스카이트 태양전지의 양자효율 측정장치 및 그 제어방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102552281B1 (ko)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120016189A (ko) * 2009-05-19 2012-02-23 뉴포트 코포레이션 양자 효율 측정 시스템 및 사용 방법
KR20120096832A (ko) * 2011-02-23 2012-08-31 (주)원우시스템즈 태양전지 측정시스템과 그 제어방법
WO2015087390A1 (ja) * 2013-12-10 2015-06-18 株式会社アイテス 太陽電池パネルの検査装置、及び太陽電池パネルの検査方法
KR20160035676A (ko) * 2014-09-23 2016-04-01 주식회사 맥사이언스 하나의 광원으로 태양전지의 변환 효율 및 양자 효율을 측정하는 장치 및 방법
KR20200055497A (ko) * 2018-11-13 2020-05-21 한국전력공사 태양전지 평가 장치
KR102345378B1 (ko) * 2016-06-05 2021-12-29 각코호진 오키나와가가쿠기쥬츠다이가쿠인 다이가쿠가쿠엔 페로브스카이트 광전자 디바이스들의 자동화된 성능 평가를 위한 시스템 및 방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120016189A (ko) * 2009-05-19 2012-02-23 뉴포트 코포레이션 양자 효율 측정 시스템 및 사용 방법
KR20120096832A (ko) * 2011-02-23 2012-08-31 (주)원우시스템즈 태양전지 측정시스템과 그 제어방법
WO2015087390A1 (ja) * 2013-12-10 2015-06-18 株式会社アイテス 太陽電池パネルの検査装置、及び太陽電池パネルの検査方法
KR20160035676A (ko) * 2014-09-23 2016-04-01 주식회사 맥사이언스 하나의 광원으로 태양전지의 변환 효율 및 양자 효율을 측정하는 장치 및 방법
KR102345378B1 (ko) * 2016-06-05 2021-12-29 각코호진 오키나와가가쿠기쥬츠다이가쿠인 다이가쿠가쿠엔 페로브스카이트 광전자 디바이스들의 자동화된 성능 평가를 위한 시스템 및 방법
KR20200055497A (ko) * 2018-11-13 2020-05-21 한국전력공사 태양전지 평가 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR102552281B1 (ko) 2023-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20120016189A (ko) 양자 효율 측정 시스템 및 사용 방법
TW201205046A (en) Sunlight simulator with detection device and solar cell detection device
EP2356477B1 (en) Method of testing solar cells
KR101675576B1 (ko) 하나의 광원으로 태양전지의 변환 효율 및 양자 효율을 측정하는 장치 및 방법
CN106483094B (zh) 消除大气吸收干扰的红外光致发光光路系统和实验方法
KR101493198B1 (ko) 레이저 흡수 분광형 가스측정장치의 자동 광 정렬장치
KR102552281B1 (ko) 페로브스카이트 태양전지의 양자효율 측정장치 및 그 제어방법
EP2790228B1 (en) Solar cell spectral response measurement device
WO2020073968A1 (zh) 激光气体检测装置及校正方法
JP2010223771A (ja) 太陽電池の分光感度測定装置および電流電圧特性測定装置
Hamadani et al. Absolute spectral responsivity measurements of solar cells by a hybrid optical technique
JP5761343B2 (ja) 分光感度測定装置、および、分光感度測定方法
Rodríguez et al. Development of a very fast spectral response measurement system for analysis of hydrogenated amorphous silicon solar cells and modules
Fischer et al. Scanning IQE-measurement for accurate current determination on very large area solar cells
JP5741774B1 (ja) 太陽電池絶対分光感度測定装置および該方法
Vaskuri et al. High-resolution setup for measuring wavelength sensitivity of photoyellowing of translucent materials
JP2013156132A (ja) 太陽電池評価装置および該方法
CN114062286A (zh) 气体分析系统及气体分析方法
JP5696595B2 (ja) 短絡電流測定装置、太陽電池評価装置、短絡電流測定方法、および、太陽電池評価方法
KR101635919B1 (ko) 태양광발전시스템 스트링의 저출력 태양광 모듈 검출 시스템 및 그 방법
JP6781985B2 (ja) 太陽電池の評価方法及び評価装置並びに太陽電池の評価用プログラム
CN117629898B (zh) 光声光谱气体分析仪的信号处理方法、系统及可读介质
JP6447184B2 (ja) 分光感度測定装置
US4082602A (en) Photovoltaic cell manufacture
CN107966276A (zh) 一种大面积宽带光栅衍射效率测量的方法及装置

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant