출처:newatlas.com
팀의 새로운 태양전지는 태양과 동일한 조명 조건에서 39.5%의 효율을 기록했습니다. 이는 중요한 차이점입니다. 다른 실험용 태양전지는 47%에 달하는 높은 효율을 기록했지만 이는 매우 집중된 빛 하에서 이루어졌습니다. "하나의 태양" 조명 하에서 효율성을 측정하면 실제 세계에서 얼마나 잘 작동할 수 있는지 더 잘 알 수 있습니다.
새로운 태양전지는 연구팀의 이전 기록인 2020년 39.2%를 넘어섰다. 이에 비해 일반적으로 사용되는 실리콘 태양전지와 신흥 페로브스카이트 태양전지는 효율이 약 25%에 달하는 반면, 두 재료를 결합한 직렬 태양전지는 30%에 육박한다.
NREL 태양전지는 위성이나 다른 우주선에 전력을 공급하는 데 사용될 경우 우주에서 얼마나 잘 작동할지 테스트되었습니다. 이러한 조건에서 34.2%라는 상당한 효율성을 달성했습니다.
새로운 태양전지는 IMM(Inverted Metamorphic Multijunction) 셀로 알려진 아키텍처를 기반으로 하며 빛에 반응하여 전류를 생성하는 구성 요소인 3개의 "접합"을 포함합니다. 각각의 접합부는 서로 다른 재료로 만들어졌습니다. 이 경우 상단에는 갈륨 인듐 인화물, 중간에는 갈륨 비소, 하단에는 갈륨 인듐 비소가 있습니다. 이 세 가지 재료는 서로 다른 빛의 파장에 특화되어 있어 태양전지가 전체적으로 빛 스펙트럼 전체에서 더 많은 에너지를 수확할 수 있게 해줍니다.
신기록 효율성에 기여한 또 다른 발전은 '양자우물'로 중간층을 구축한 것이다. 본질적으로, 더 넓은 밴드 갭을 갖는 두 개의 다른 재료 사이에 전도성 층을 삽입함으로써 전자는 2차원으로 제한되어 재료가 더 많은 빛을 포착할 수 있습니다. 이 태양전지의 중간층에는 최대 300개의 양자우물이 포함되어 전체 효율을 새로운 차원으로 끌어올렸습니다.
이 획기적인 발전은 태양전지 기술에 중요할 수 있지만, 연구팀은 이러한 유형의 전지를 제조하는 데 여전히 비용이 많이 든다고 말합니다. 이러한 비용을 낮추고 새로운 응용 분야를 개척하려면 추가 작업이 필요할 것입니다.
