중국 과학자들은 두께가 50마이크로미터에 불과하지만 여전히 에너지 변환 효율이 좋은 실리콘 기반 태양 전지를 개발했습니다.
유연한 태양 전지 시뮬레이션. 사진: laremenko/iStock
장쑤과학기술대학교(JUST) 전문가들이 이끄는 연구팀은 A4 용지보다 얇은 실리콘 기반 태양 전지를 개발했다고 Interesting Engineering이 2월 13일에 보도했습니다. 호주 커틴대학교와 중국 기업인 LONGi Green Energy Technology의 연구원들도 이 새로운 연구에 기여했습니다.
실리콘 기반 태양 전지는 점점 더 인기를 얻고 있습니다. 하지만 평평하고 단단한 패널을 사용하는 지상 태양광 발전소와 같은 곳에서만 사용되는 경우가 많습니다. 우주 공간과 같은 곳에서는 곡면이 필요하기 때문에 더 비싼 기술을 사용해야 합니다.
결정질 실리콘으로 만든 태양전지는 "샌드위치" 구조를 가지고 있는데, 이 구조에서 반도체 웨이퍼, 즉 중간층이 패널 두께의 대부분을 차지합니다. 새로운 연구에서 연구팀은 두께가 50마이크로미터에 불과한 실리콘 패널을 개발했는데, 이는 A4 용지 한 장보다 얇습니다. 종이처럼 접을 수는 없지만, 돌돌 말 수 있어 위성 및 기타 우주 응용 분야에 유용하게 활용됩니다.
실리콘 배터리를 더 얇게 만드는 것에는 또 다른 이점이 있습니다. 제조에 필요한 재료가 줄어들어 무게와 배치 비용이 감소합니다.
그러나 박막 태양전지는 전력 변환 효율(PCE)이 낮다는 단점도 있습니다. 이는 박막 실리콘 태양전지가 아직 대중화되지 못한 주된 이유이기도 합니다. 이전 연구에서 과학자들은 두께 150마이크로미터 미만의 유연한 실리콘 태양전지를 개발하여 최대 PCE가 24.7%에 달하는 결과를 보였습니다.
배터리가 효율적으로 작동하려면 더 얇은 패널의 PCE(전력 효율)가 이 수준으로 유지되어야 합니다. 새로운 연구에서 연구팀은 두께가 50~130마이크로미터인 모든 패널의 PCE를 26% 이상으로 높이는 데 성공했습니다.
실리콘 태양 전지는 원하는 대로 구부릴 수 있기 때문에 드론, 풍선, 심지어 웨어러블 스마트 기기까지 다양한 기기에 활용될 수 있을 것으로 연구팀은 기대하고 있습니다. 현재 연구팀은 필름 롤처럼 말아서 휴대할 수 있는 휴대성과 유연성이 뛰어난 태양 전지 패널 개발에 집중하고 있습니다.
투 타오 ( 흥미로운 엔지니어링 에 따르면)
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