새로운 소재가 태양 전지 성능에 획기적인 발전을 가져왔습니다.

태양 에너지는 깨끗하고 저렴한 전기를 공급하는 가장 인기 있는 대체 에너지원 중 하나로 자리 잡고 있습니다.

하지만 현재의 태양 에너지 수확 기술은 아직 햇빛의 잠재력을 충분히 활용하지 못하고 있기 때문에 고려대학교 과학자 들의 최근 연구가 많은 주목을 받고 있습니다.

태양광 패널의 전력 생산량을 결정하는 주요 요인 중 하나는 집광 효율입니다.

사진: 로이터

ACS Applied Materials & Interfaces 저널에 발표된 논문에서 연구팀은 태양 스펙트럼의 대부분 파장을 흡수할 수 있는 새로운 소재를 발견했으며, 이를 통해 태양 에너지 기술이 활용할 수 있는 빛의 양을 크게 늘릴 수 있게 되었습니다. 연구팀은 기존 태양광 소재로는 흡수할 수 없는 파장까지 흡수할 수 있는 "슈퍼스피어", 즉 금 나노구체를 개발했습니다.

은과 금 나노입자는 태양 에너지를 흡수할 수 있는 잠재력이 있는 것으로 알려져 있지만, 태양 스펙트럼의 극히 일부만을 흡수할 수 있습니다. 연구팀은 금 나노입자들이 서로 뭉쳐 작은 구형을 이루는 자가 조립형 금 초구체를 이용하여 이 기술을 개선하고자 했습니다. 초구체의 직경을 조절함으로써 빛 흡수 능력을 확장할 수 있었습니다.

놀라운 태양광 흡수 효율.

연구팀은 초구체의 효과를 검증하기 위해 컴퓨터 시뮬레이션을 활용하여 설계를 최적화하고 성능을 예측했습니다. 그 결과, 초구체가 태양 파장의 최대 90%를 흡수할 수 있는 것으로 나타났습니다. 실제 실험에서 초구체 용액을 열전 발전기에 적용하고 LED 태양 에너지 시뮬레이터로 조사했을 때, 평균 태양 에너지 흡수율은 89%에 달했으며, 이는 개별 금 나노입자의 흡수율인 45%와 비교됩니다.

이번 연구에 참여한 과학자 중 한 명인 이승우는 "우리가 개발한 플라즈몬 초구는 태양 스펙트럼 전체를 활용할 수 있는 간단한 방법을 제공합니다. 이 코팅 기술은 실제 에너지 응용 분야에서 고효율 태양열 및 광열 시스템 구현의 장벽을 크게 낮출 수 있습니다."라고 말했습니다.

이러한 초거대 구체가 태양광 패널 제조에 널리 적용된다면 태양 에너지를 사용하는 지역 사회와 가정에 상당한 비용 절감을 가져다줄 뿐만 아니라 대기 오염 감소에도 도움이 될 수 있습니다. 이러한 개발은 더욱 깨끗하고 지속 가능한 에너지 미래를 위한 가능성을 열어줍니다.

하지만 이러한 초거대 구체가 태양광 패널용 신소재가 될지는 아직 미지수입니다.

출처: https://thanhnien.vn/vat-lieu-moi-tao-dot-pha-hieu-suat-pin-mat-troi-185260428110516658.htm