획기적인 태양 전지가 실내 조명에 전력을 공급합니다.

pin mặt trời - Ảnh 1. — 페로브스카이트 태양전지 시뮬레이션 - 이미지 출처: perovskite-info.com

유니버시티 칼리지 런던(UCL)이 주도하는 국제 연구팀이 실내 조명에서 효율적으로 에너지를 추출할 수 있는 내구성이 더욱 뛰어난 페로브스카이트 태양 전지를 개발했습니다. 이 기술은 키패드, 리모컨, 경보 장치, 센서와 같은 저전력 장치를 배터리 없이 작동시킬 수 있도록 해줄 것으로 기대됩니다.

기존 실리콘 태양전지와 달리 페로브스카이트는 실내 조명의 특정 파장을 더 잘 흡수하도록 조절할 수 있습니다. 그러나 이 소재에는 전자를 가두어 전류 흐름을 방해하고 성능 저하를 촉진하는 결정 결함(이른바 "트랩")이 종종 존재합니다.

Advanced Functional Materials 에 발표된 연구에서 연구팀은 이 결함을 줄이기 위해 세 가지 화학 물질을 조합했는데, 여기에는 페로브스카이트 결정의 균일한 성장을 돕고 스트레스를 줄이는 RbCl(염화루비듐)과 요오드화물 및 브롬화물 이온을 안정화시켜 분리 및 성능 저하를 방지하는 두 가지 화학 물질이 포함됩니다.

주저자인 UCL 박사 과정 학생 시밍 황은 다음과 같이 설명합니다. "태양 전지는 마치 부스러지는 케이크처럼 많은 결함을 가지고 있습니다. 우리가 추가한 세 가지 '재료'는 케이크를 다시 하나로 뭉쳐 전류가 더 쉽게 흐르도록 합니다. 이러한 복합적인 효과는 개별 구성 요소보다 더 강력합니다."

그 결과, 이 배터리는 1,000룩스(사무실 밝기와 동일)의 실내 조명에서 37.6%의 변환 효율을 달성하여, 밴드갭이 1.75eV인 실내 조명용 페로브스카이트 배터리 중 세계 신기록을 세웠습니다. 예상 수명은 5년 이상으로, 기존 모델의 수주 또는 수개월에 비해 훨씬 깁니다.

시험 결과, 100일 이상 경과 후에도 새로운 배터리는 초기 성능의 92%를 유지한 반면, 대조 샘플은 76%만 유지했습니다. 극한 조건(55°C에서 밝은 빛에 300시간 연속 노출)에서도 새로운 배터리는 초기 성능의 76%를 유지한 반면, 대조 샘플은 47%만 유지했습니다.

모즈타바 압디 잘레비 부교수(UCL)는 "현재 수십억 개의 소형 전자 기기가 배터리 교체에 의존하고 있는데, 이는 지속 불가능한 방식입니다. 저희의 페로브스카이트 태양전지는 더 많은 에너지를 생산할 수 있고, 내구성이 뛰어나며, 쉽게 구할 수 있는 재료로 만들어지고 공정도 간단하여 가격도 저렴합니다. 심지어 신문처럼 인쇄할 수도 있습니다."라고 밝혔습니다.

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VNA

출처: https://tuoitre.vn/dot-pha-pin-mat-troi-dung-anh-sang-trong-nha-20250812135955421.htm