80년 전 이론을 뛰어넘는 혁신적 얇은 필름 태양전지 효율성 향상 연구

Seoul스완지 대학교와 아보 아카데미 대학교의 물리학자들이 태양광 기술에서 큰 발전을 이루었습니다. 그들은 박막 태양 전지를 향상시키는 새로운 모델을 개발했습니다. 80년 동안 쇼클리 다이오드 방정식은 태양 전지에서 전류가 이동하는 방식을 정의해왔지만, 이 새로운 연구는 그 이해를 바꾸고 있습니다.

새로운 모델의 중요성은 다음과 같습니다:

• 얇은 필름 태양 전지의 효율성을 향상시킵니다.
• 전하 수집 및 손실에 대한 이해를 증진합니다.
• 기존 모델에서 놓친 "주입된 캐리어"의 영향을 포착합니다.
• 저이동성 반도체에 맞춰 특별히 설계되었습니다.

박막 태양 전지는 유연하고 저렴한 소재로 만들어집니다. 과거에는 이러한 소재들이 효율적으로 작동하지 않았습니다. 새로운 연구에 따르면, 빛을 포착하는 것과 에너지 손실을 최소화하는 것 사이에서 적절한 균형을 찾음으로써 효율성을 향상시킬 수 있는 방법을 보여줍니다.

핀란드의 오스카르 샌드버그 박사는 오보 아카데미 대학교에서의 연구가 저이동성 태양 전지 장치에서의 전하 수집과 전력 변환 메커니즘에 대한 중요한 통찰을 제공한다고 말했습니다. 이전 모델들은 재결합과 효율성에 영향을 미치는 접점으로부터의 "주입된 캐리어"를 고려하지 않았습니다.

스완지 대학교의 아르달란 아르민 부교수는 기존 모델이 많은 요소를 간과했다고 설명했습니다. 새로운 모델은 주입된 캐리어와 광생성된 전하와의 재결합에 대한 영향을 고려하는 새로운 다이오드 방정식을 추가하여 이를 해결합니다.

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샌드버그 박사는 일반 실리콘 태양광 패널은 두께가 두꺼워 재결합 문제가 크지 않다고 말했습니다. 박막 태양광 패널, 특히 유기 태양광 패널은 재결합이 쉽게 일어날 수 있는 인터페이스가 더 많습니다.

아민 부교수는 박막 태양전지가 부피에 비해 표면적이 더 넓다고 설명했습니다. 그 결과 실리콘 태양전지에 비해 재결합 문제가 더 많이 발생할 수 있습니다.

새로운 모델은 더 나은 박막 태양전지와 광검출기를 개발하는 데 도움을 줍니다. 이 모델은 기존 장치의 성능을 개선하고 재료의 특성을 테스트하는 데 활용됩니다. 또한 기계를 훈련시켜 장치의 작동을 최적화하는 데에도 도움을 줄 수 있습니다.

이 발전은 새로운 박막 태양전지 개발에 있어 중요한 진전을 의미합니다. 이는 더 높은 효율성과 성능 향상을 가져올 수 있습니다.