태양광 패널에 관한 최신 연구

현재 연구자들은 광전지 연구의 세 가지 주요 영역인 결정질 실리콘, 페로브스카이트 및 유연한 태양 전지를 연구하고 있습니다.세 가지 영역은 서로 보완적이며 광전지 기술을 더욱 효율적으로 만들 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.

결정질 실리콘은 태양광 패널에 가장 일반적으로 사용되는 반도체 재료입니다.그러나 그 효율성은 이론적인 한계보다 훨씬 낮습니다.따라서 연구자들은 고급 결정질 PV 개발에 집중하기 시작했습니다.국립재생에너지연구소는 현재 최대 30% 효율 수준을 가질 것으로 예상되는 III-V 다중접합 소재 개발에 주력하고 있다.

페로브스카이트는 최근에 효과적이고 효율적인 것으로 밝혀진 비교적 새로운 유형의 태양전지입니다.이러한 물질을 "광합성 복합체"라고도 합니다.이는 태양전지의 효율을 높이기 위해 사용되어 왔습니다.향후 몇 년 안에 상용화될 것으로 예상된다.실리콘에 비해 페로브스카이트는 상대적으로 저렴하고 광범위한 응용 가능성을 가지고 있습니다.

페로브스카이트는 실리콘 재료와 결합하여 효과적이고 내구성이 뛰어난 태양전지를 만들 수 있습니다.페로브스카이트 결정 태양전지는 실리콘보다 20% 더 효율적일 수 있습니다.페로브스카이트 및 Si-PV 재료도 최대 28%의 기록적인 효율 수준을 보여주었습니다.또한 연구원들은 태양전지가 패널의 양면에서 에너지를 수확할 수 있는 양면 기술을 개발했습니다.이는 설치 비용을 절감하므로 상업용 애플리케이션에 특히 유용합니다.

연구원들은 페로브스카이트 외에도 전하 운반체나 광 흡수체 역할을 할 수 있는 물질을 탐색하고 있습니다.이러한 물질은 또한 태양전지를 보다 경제적으로 만드는 데 도움이 될 수 있습니다.또한 손상에 덜 민감한 패널을 만드는 데 도움이 될 수 있습니다.

연구원들은 현재 매우 효율적인 직렬형 페로브스카이트 태양전지를 만들기 위해 노력하고 있습니다.이 셀은 향후 몇 년 안에 상용화될 것으로 예상된다.연구진은 미국 에너지부 및 국립과학재단과 협력하고 있습니다.

또한, 연구자들은 어둠 속에서 태양 에너지를 수확하는 새로운 방법도 연구하고 있습니다.이러한 방법에는 패널의 열을 사용하여 물을 정화하는 태양열 증류가 포함됩니다.이러한 기술은 스탠포드 대학에서 테스트되고 있습니다.

연구원들은 또한 열복사 PV 장치의 사용을 조사하고 있습니다.이 장치는 패널의 열을 사용하여 밤에 전기를 생성합니다.이 기술은 패널 효율성이 제한된 추운 기후에서 특히 유용할 수 있습니다.어두운 옥상에서는 셀의 온도가 25°C 이상까지 올라갈 수 있습니다.세포는 물로 냉각될 수도 있어 더욱 효과적입니다.

이들 연구자들은 또한 최근에 유연한 태양전지의 사용을 발견했습니다.이 패널은 물에 잠겨도 견딜 수 있으며 매우 가볍습니다.그들은 또한 자동차에 치이는 것을 견딜 수 있습니다.그들의 연구는 Eni-MIT Alliance Solar Frontiers 프로그램의 지원을 받습니다.그들은 또한 PV 셀을 테스트하는 새로운 방법을 개발할 수 있었습니다.

태양광 패널에 대한 최신 연구는 보다 효율적이고 저렴하며 내구성이 뛰어난 기술 개발에 중점을 두고 있습니다.이러한 연구 노력은 미국과 전 세계의 다양한 그룹에 의해 수행되고 있습니다.가장 유망한 기술로는 2세대 박막 태양전지와 유연 태양전지 등이 있다.