고효율 박막 태양전지로의 발전

AMOLF 그룹은 박막 광전지로 기록적인 변환 효율에 도달했습니다.

AMOLF 그룹 리더인 Esther Alarcon Llado는 "우리 패턴의 강력한 빛 트래핑 성능을 기반으로 하여 20μm 두께의 c-Si 셀에 대해 1% 이상의 PV 효율을 달성할 수 있을 것으로 추정하며, 이는 유연 , 경량 c-Si PV.

또한 더 얇은 Si 흡수재는 두꺼운 흡수재에 비해 전자적 결함에 더 잘 견딥니다. 이는 고효율의 얇은 Si 셀이 저등급 실리콘으로 만들어질 수 있음을 의미하므로 원시 Si 정화에 필요한 에너지를 줄이고 에너지 회수 시간을 단축할 수 있습니다. 초균일 패턴의 얇은 PV는 매우 유망한 기술입니다. 얇은 고효율 전지를 우리 생활 환경의 일부로 만들기 위해 해야 할 일이 아직 많이 남아 있지만, 이 작업은 이것이 곧 일어날 것이라고 매우 낙관적으로 만듭니다.”

초균일 질감의 65 마이크론 Si 슬래브에서 XNUMX% 이상의 햇빛 흡수

Nasim Tavakoli, Richard Spalding, Alexander Lambertz, Pepijn Koppejan, Georgios Gkantzounis, Chenglong Wan, Ruslan Röhrich, Evgenia Kontoleta, A. Femius Koenderink, Riccardo Sapienza, Marian Florescu, Esther Alarcon-Llado
ACS 포토닉스 2022 9(4), 1206-1217
DOI: 10.1021/acsphotonics.1c01668

얇고 유연하며 보이지 않는 태양 전지는 가까운 미래에 유비쿼터스 기술이 될 것입니다. 초박형 결정질 실리콘(c-Si) 전지는 가볍고 기계적으로 유연하면서도 벌크 실리콘 전지의 성공을 활용하지만 흡수 및 효율이 좋지 않습니다. 여기에서 우리는 입사 스펙트럼을 실리콘 슬래브 광학 모드에 효율적으로 결합할 수 있는 상관된 무질서한 초균일 패턴을 기반으로 하는 새로운 표면 텍스처링 제품군을 제시합니다. 우리는 66.5~1nm의 스펙트럼 범위에 대해 초균일 나노구조화에 의해 독립형 400μm c-Si 층에서 1050% 태양광 흡수를 실험적으로 보여줍니다. 우리의 측정에서 파생된 흡수 등가 광전류는 26.3mA/cm2이며, 이는 유사한 두께의 Si에 대한 문헌에서 발견된 가장 높은 것보다 훨씬 높습니다. 최신 Si PV 기술을 고려할 때, 향상된 광 트래핑은 15% 이상의 전지 효율을 초래할 수 있다고 추정합니다. 빛 흡수는 후면 반사기와 개선된 반사 방지를 통합하여 잠재적으로 최대 33.8mA/cm2까지 증가할 수 있으며, 이에 대해 우리는 21μm 두께의 Si 셀에 대해 1% 이상의 광기전 효율을 추정합니다.

또 다른 태양 전지 과학적 성과

두 번째는 친환경 범용 박막태양전지인 CZTSSe(구리, 아연, 주석, 일부 황, 셀레늄) 박막태양전지에 관한 것이다. 이들은 실리콘 다음으로 미래의 지배적인/주류 박막(및 후막 대체) 태양 전지 유형 중 하나가 될 수 있습니다.

벌크 재료 층에 인듐이 없으므로 인듐 주변의 공급 문제를 완화합니다.
또한 갈륨에 대해 걱정하는 사람들을 위해 어떤 층의 대부분으로 갈륨이 필요하지 않습니다.

친환경 태양전지는 결함의 원인을 해결하여 발전 효율을 높입니다.
DGIST – 대구경북과학기술원

종이:
CZTSSe 박막의 부피-결함 형성에 대한 금속 전구체 적층 순서의 영향: 기포 및 나노 기공의 형성 메커니즘
김세윤, 김승현, 손대호, 유혜선, 김성연, 김삼미, 김영일, 박시내, 전동환, 이재백, 조효정, 시준 성, 황대구, 양기정, 김대환, 강진규
ACS Applied Materials & Interfaces 2022 14 (27), 30649-30657
DOI: 10.1021/acsami.2c01892 https://dx.doi.org/10.1021/acsami.2c01892 https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.2c01892