출처 : nrel.gov
NREL (National Renewable Energy Laboratory)의 과학자들은 거의 50 %의 효율로 태양 전지를 제작했습니다.
6 접합 태양 전지는 현재 집중 조명 하에서 측정 된 47.1 %의 최고 태양 변환 효율로 세계 기록을 보유하고 있습니다. 동일한 셀의 변형으로 인해 한 태양 조명에서 효율 기록이 39.2 %로 설정되었습니다.
NREL의 고효율 결정 성 태양 광 발전 그룹의 수석 과학자이자 기록 설정 셀에 대한 새로운 논문의 저자 인 존 가이 스 (John Geisz)는“이 장치는 실제로 다중 접합 태양 전지의 놀라운 잠재력을 보여줍니다.
Nature Energy 지에“ 143 개의 태양 농도에서 47.1 %의 전환 효율을 갖는 6 접합 III-V 태양 전지 ”라는 논문이 실렸다. Geisz의 공동 저자는 NREL 과학자 Ryan France, Kevin Schulte, Myles Steiner, Andrew Norman, Harvey Guthrey, Matthew Young, Tao Song 및 Thomas Moriarty입니다.
이 장치를 구성하기 위해 NREL 연구원들은 광범위한 광 흡수 특성을 갖는 III-V 재료 (주기율표에서의 위치 때문에 소위)에 의존했습니다. 셀의 6 개의 접합 (광활성 층)은 태양 스펙트럼의 특정 부분에서 빛을 포착하도록 특별히 설계되었습니다. 이 장치는 이러한 접합부의 성능을 지원하기 위해 약 140 개의 다양한 III-V 재료 층을 포함하지만 머리카락보다 3 배 더 좁습니다. III-V 태양 전지는 매우 효율적인 특성과 그 비용으로 인해 III-V의 탁월한 성능을 자랑하는 위성에 전력을 공급하는 데 가장 많이 사용됩니다.
그러나 NREL의 III-V 다중 접합 그룹의 공동 저자이자 과학자 인 Ryan France는 지구상에서 6 접합 태양 전지는 집광기 태양 광 발전에 사용하기에 매우 적합하다고 말했다.
"비용을 절감하는 한 가지 방법은 필요한 면적을 줄이는 것입니다. 그리고 거울을 사용하여 빛을 포착하고 빛을 특정 지점에 집중함으로써이를 수행 할 수 있습니다. 그런 다음 평판 실리콘 셀과 비교하여 100 분의 1 또는 1 분의 1의 물질로 도망 갈 수 있습니다. 빛을 집중시켜 훨씬 적은 반도체 재료를 사용합니다. 또 다른 장점은 빛을 집중 시키면 효율이 올라간다는 것입니다.”
프랑스는 태양 전지가 50 % 효율을 초과 할 가능성을 "실제로 매우 달성 가능"한 것으로 기술했지만 열역학에 의해 부과 된 기본 한계로 인해 100 % 효율에 도달 할 수 없다고 설명했다.
Geisz는 현재 50 % 효율을 토핑하는 데있어 주요한 장애물은 전류 흐름을 방해하는 셀 내부의 저항성 장벽을 줄이는 것이라고 말했다. 한편, NREL은 III-V 태양 전지의 가격을 낮추는 데 많은 노력을 기울이고 있으며, 이러한 고효율 소자를위한 새로운 시장을 가능하게한다. 미국 에너지 태양 에너지 기술국 은이 연구에 자금을 지원했다.
NREL은 미국 에너지 부의 재생 가능 에너지 및 에너지 효율 연구 및 개발을위한 주요 국립 연구소입니다. NREL은 The Union for Sustainable Energy, LLC에 의해 에너지 부서를 위해 운영됩니다.
