미국 국립재생에너지연구소(NREL)의 과학자들이 효율이 거의 50%에 달하는 태양전지를 제작했습니다. 6-접합 태양전지는 현재 집중 조명 하에서 측정한 47.1%의 가장 높은 태양광 전환 효율로 세계 기록을 보유하고 있습니다. 동일한 셀의 변형은 또한 단일-태양 조명 하에서 39.2%의 효율성 기록을 설정합니다.
"이 장치는 다중접합 태양전지의 엄청난 잠재력을 실제로 보여줍니다."라고 NREL 고{0}}효율성 결정질 태양전지 그룹의 수석 과학자이자 셀에 대한 새 논문의 수석 저자인 John Geisz는 말했습니다.{1}}
"143개의 태양 농도에서 47.1%의 변환 효율을 갖는 6-접합 III-V 태양 전지"라는 논문이 Nature Energy 저널에 게재되었습니다. Geisz의-공동 저자는 NREL 과학자 Ryan France, Kevin Schulte, Myles Steiner, Andrew Norman, Harvey Guthrey, Matthew Young, Tao Song 및 Thomas Moriarty입니다.
장치를 구성하기 위해 NREL 연구원들은 주기율표에서 위치 때문에 소위-라고 불리는 III-V 재료 --에 의존했습니다. -광 흡수 특성이 광범위합니다. 전지의 6개 접합부(광활성층) 각각은 태양 스펙트럼의 특정 부분에서 나오는 빛을 포착하도록 특별히 설계되었습니다. 이 장치는 이러한 접합의 성능을 지원하기 위해 다양한 III-V 재료로 구성된 약 140개의 총 층을 포함하지만 인간의 머리카락보다 3배 더 가늘습니다. 매우 효율적인 특성과 제조 관련 비용으로 인해 III-V 태양 전지는 위성에 전력을 공급하는 데 가장 자주 사용되며 III-V의 탁월한 성능을 자랑합니다.
그러나 지구상에서는 6개-접합 태양전지가 집광기 광전지에 사용하기에 매우 적합하다고-라고 NREL의 III{3}}V 다중접합 그룹 공동저자이자 과학자인 Ryan France가 말했습니다.-
"비용을 줄이는 한 가지 방법은 필요한 면적을 줄이는 것입니다. 그리고 거울을 사용하여 빛을 포착하고 빛을 한 지점에 집중시킴으로써 그렇게 할 수 있습니다. 그러면 평판 실리콘 셀에 비해 100분의 1 또는 심지어 1000분의 1의 재료로 비용을 절감할 수 있습니다. 빛을 집중시키면 반도체 재료를 훨씬 적게 사용합니다. 또 다른 장점은 빛을 집중시킬수록 효율성이 높아진다는 것입니다."
프랑스는 태양전지의 효율이 50%를 초과할 가능성이 "실제로 매우 달성 가능"하다고 설명했지만, 열역학에 의해 부과된 근본적인 한계로 인해 100% 효율에 도달할 수는 없습니다.
Geisz는 현재 50% 효율을 달성하기 위한 주요 연구 장애물은 전류 흐름을 방해하는 셀 내부의 저항 장벽을 줄이는 것이라고 말했습니다. 한편, 그는 NREL이 III{2}}V 태양 전지의 비용을 절감하여 이러한 고효율 장치에 대한 새로운 시장을 개척하는 데에도 적극적으로 참여하고 있다고 지적합니다.
뉴스 출처: 사이언스 데일리
작성자: 중국 원자력 ITG Capita Management Company
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