국제 과학자 팀은 태양 전지를 만들기 위한 더 저렴한 원료인 페로브스카이트의 효율성을 제한하는 작은 결함이 물질을 빠르게 분해시키는 구조적 변화의 원인이 되기도 한다는 것을 발견했습니다. 연구진은 햇빛으로 페로브스카이트를 인위적으로 노화시키는 다양한 방법을 사용하여 재료의 변화를 주의 깊게 분석하고 오래 지속되고 비용 효율적인 페로브스카이트 광전지의 출현을 크게 가속화하는 방법을 발견했습니다.
결정질 실리콘에 비해 페로브스카이트가 더 저렴하고 처리하기 쉽습니다. 얇고 유연한 필름 인쇄용 잉크를 만드는 데 사용할 수 있습니다. 페로브스카이트 태양 전지의 에너지 수율은 종종 동등하며 다층 아키텍처의 경우 기존 실리콘 태양 전지의 에너지 수율보다 훨씬 높습니다. 그러나 제한된 서비스 수명으로 인해이 재료의 대량 사용에 대해 이야기하기에는 너무 이르다.
평균 실리콘 태양 전지판은 성능 저하 없이 20-25년 동안 지속된다고 Phys.org는 말합니다. 페로브스카이트 장치는 제조 비용이 훨씬 저렴하기 때문에 경쟁력을 갖기 위해 동일한 수준에 도달할 필요가 없습니다. 하지만 그 잠재력을 드러내기 위해서는 그 요소들이 최소한 10년 동안 기능해야 합니다.
영국 케임브리지 대학과 일본 오키나와 과학기술대학의 전문가들이 페로브스카이트의 "아킬레스건"의 비밀을 밝혀냈습니다.
연구 공동 저자인 스튜어트 맥퍼슨(Stuart McPherson)은 “특정 시간 동안 페로브스카이트 필름을 조명함으로써 우리는 태양광 전지의 노화 과정을 시뮬레이션하고 가장 흥미로운 역학이 나노 크기의 트랩 클러스터에서 발생하는 것을 확인했습니다. “이제 우리는 우리가 본 변화가 필름의 광분해와 관련이 있다는 것을 압니다. 결과적으로 효율성을 제한하는 캐리어 트랩은 똑같이 중요한 태양 전지 수명 문제와 직접적으로 관련될 수 있습니다.”
이것은 과학자들이 필름 표면에 이러한 트랩이 형성되는 문제를 파악할 수 있다면 전체 장치의 성능과 안정성을 향상시킬 수 있음을 의미합니다. 연구팀은 이것이 가능하다는 것을 이미 입증했습니다. 화학 성분과 페로브스카이트 필름이 형성되는 방식을 변경함으로써 프로세스를 제어할 수 있었고 결과적으로 소자의 수명을 연장할 수 있었습니다.
연초에 싱가포르 과학자들은 페로브스카이트와 유기 재료로 만든 직렬 태양 전지에 대한 기록을 달성했습니다. 효율은 23.6%로 현대의 실리콘 태양전지에 근접했다.
2022-05-27 20:08:43
작가: Vitalii Babkin