EPEL 과학자들이 태양전지와 안테나를 결합시켰다

EPEL(Swiss Federal Institute of Technology in Lausanne)의 과학자들은 태양전지에 안테나를 결합하여 콤팩트하고 더 가벼운 인공위성을 만들 수 있게 했다. 이 기술은 자율 안테나에도 적용 가능하다. 

전통적으로 안테나와 태양전지는 서로의 간섭을 피해야 하기 때문에  결코 같이는 정말 서로 잘 동작하지 않는다. 그래서 두 소자를 위한 각각의 표면적이 필요하기 때문에 인공위성의 크기와 무게가 늘어 날 수 밖에 없다. 

그들은 이를 해결하기 위해 안테나와 태양전지 셀 모두가 놓일 수 있는 혼합 표면(mixed surface)을 개발했다. 

연구자들은 소위 반사 어레이(reflective array, RA)를 이용했다. 이 RA는 평평하고 상대적으로 싸고 매우 효율적인 장점이 있다. 이들 안테나는 박막 비정질 Si 태양전지와 결합된다.

RA 안테나는 원하는 방향으로 전파를 반사시키기 위해 살계된 다수의 여진 소자(driven element)가 평평 표면 앞에 박혀 있는 지향성 안테나(directive antennas)의 한 종류다. 

전파는 VHF 주파수가 주로 사용된다.

반사 어레이 안테나는 평평한 전면에 보통 같은 위상이 주어져 있는 다수의 동일한 여진 소자를 가지고 있어 전파를 한방향으로 보내게 하여 안테나 이득(gain)을 증가시키고  원치 않은 방향으로 전파가 반사되는 것을 줄여준다.

각개 원소는 비록 비여진 소자 뿐아니라 여진 소자를 포함하고 있는 가장 흔한 반파장 쌍극자(half wave dipole)이다.

반사체는 금속 시트 또는 더 흔하게는 와이어 스크린이 될 수 있다. 

이들 안테나는 박막 Si 태양전지와 결합되는데 전도체(공명기, resonator)의 세트가 태양전지의 윗부분에 놓인다. 이 겹쳐 놓은 층은 박막 Si태양전지의 원래 효율의 90%까지 유지하는 것을 가능하게 한다. 

이 소자는 2가지 서로 다른 형태의 안테나를 포함하고 있는데 하나는 Cu 전도체인데 빛을 태양전지 셀로 들어가는 것을 차단하지만 매우 높은 안테나 효율을 보장한다. 또 하나의 전도체는 투명전극인데 태양전지의 효율을 우선적으로 보장한다. 

참고: http://www.solarfeeds.com/epfl-scientists-combine-solar-panels-antennas/?utm_source=feedburner&utm_medium=feed&utm_campaign=Feed%3A+solarfeed+%28Solar+Feeds%29