파워윈도우에 사용되는 태양전지의 수명은 30년
Oct 21, 2021
태양 에너지는 산업 혁명 이후 인류가 생산한 가장 저렴한 형태의 에너지입니다. 이러한 장치를 창문에 사용하면 건물이 발전소가 됩니다.
실리콘은 여전히 태양광 패널 효율의 왕이지만 투명하지 않습니다. 창 친화적 인 태양 전지 패널의 경우 연구자들은 유기 또는 탄소 기반 재료를 탐색해 왔습니다. Forrest 팀이 직면한 과제는 매우 효율적인 유기광 변환 재료가 사용 중에 빠르게 분해되는 것을 방지하는 방법입니다.
이러한 물질의 장점과 단점은 광 발생 전자를 태양 에너지를 사용하거나 저장하는 회로의 진입점인 전극으로 운반하는 분자에 있습니다. 이러한 물질은 종종&"비풀러렌 수용체&"라고 합니다. 더 강력하지만 덜 효율적인&'풀러렌 수용체&'와 구별하기 위해; 나노 크기의 탄소 메쉬로 만들어졌습니다. 황이 도핑되지 않은 풀러렌 수용체로 만들어진 태양 전지는 실리콘과 동일한 18% 효율을 달성할 수 있지만 수명이 길지 않습니다.
& "비풀러렌 수용체는 효율이 매우 높지만, 고에너지 광자, 특히 햇빛에서 흔히 볼 수 있는 자외선 [자외선] 광자 아래에서 쉽게 해리되는 약한 결합을 포함합니다." University of Michigan Li Yongxi의 전기 공학 및 컴퓨터 과학 조교수는 말했습니다. 네이처 커뮤니케이션즈 논문의 저자.
보호되지 않은 태양 전지의 열화 특성을 연구함으로써 팀은 몇 곳에서만 지원이 필요하다는 것을 깨달았습니다. 첫째, 자외선을 차단해야 합니다. 이를 위해 태양을 향한 유리면에 일반적인 자외선 차단제 성분인 산화아연 층을 추가했습니다.
광 흡수 영역 근처의 더 얇은 산화아연 층은 태양에서 생성된 전자를 전극으로 전도하는 데 도움이 됩니다. 불행히도 깨지기 쉬운 광 흡수 장치도 파괴했기 때문에 팀은 IC-SAM이라는 탄소 기반 재료 층을 완충제로 추가했습니다.
또한, 양전하&' 구멍&'을 끌어 당기는 전극; (본질적으로 전자에 의해 비워진 공간) 회로로 들어가는 것도 광 흡수제와 반응할 수 있습니다. 그 면을 보호하기 위해 축구공 모양의 풀러렌인 또 다른 완충층을 추가했습니다.
그런 다음 팀은 태양 1개에서 태양 27개에 이르는 다양한 강도의 시뮬레이션된 햇빛과 화씨 150도의 높은 온도에서 새로운 방어 수단을 테스트했습니다. 이러한 조건에서 성능이 어떻게 떨어지는지 연구함으로써 팀은 태양 전지가 30년 후에도 80% 효율로 작동할 수 있다고 추론했습니다.
Forrest는 이러한 장치의 미래를 보고 있습니다.&따옴표; 그의 팀은 모듈의 투명도를 40%까지 높였습니다. 그들은 60%의 투명성에 접근할 수 있다고 믿습니다.
그들은 또한 보고서의 반투명 모듈에서 달성된 10%에서 높은 투명성으로 가능하다고 믿어지는 15%에 가깝게 효율성을 높이기 위해 노력하고 있습니다. 재료를 액체로 만들 수 있어 제조원가가 상대적으로 낮을 것으로 예상된다.
