2016년 6월 30일 목요일

새로운 에너지 전달 물질이 태양전지를 진보시키다

여러 대학(UC San Diego, MIT, Havard University)이 공동 연구를 통해 새로운 에너지 운반 입자를 설계하고 합성했다. 그 입자는 topological plexcitons이라고 하는데 exciton 에너지 전달(exciton energy transfer, EET) 과정을 통해 전자가 더 잘 수송되게 하여 새로운 형태의 태양전지의 개발에 쓰일 수 있다. 

많은 연구자들은 EET의 단거리 본성(10nm)에 의해 애를 먹었다. 더우기 exciton[ Exciton은 유기 태양전지에서 에너지의 이동 첫 단계의 주요 선수이다.]은 다른 분자와 상호작용하여 에너지가 빠르게 소멸된다.  

연구팀은 excitons과 excitations을 혼성화하여 exciton을 더 멀리 보낼 수 있는 길을 열었다. Excitations은 plasmons이라고 불리는 매우 파동적인 성질을 갖고 있다.  

Plasmons과 excitations은 plexcitons이다. Plexcitons은 매우 주목을 받고 있는데 물질과 파동 성분 모두 갖고 있어 화학적 반응을 겪을 뿐아니라 포톤과 같이 매우 빠르게 움직인다.   

   Plexcitons은 모든 방향을 따라 움직이는 것이 단점이다. 이 문제를 해결하기 위해 toplogical insulators를 생각해 냈다. 이 물질은 완벽한 벌크 상태에서는 절연체이지만 에지에서는 완벽하게 한 방향 금속처럼 거동한다. 즉 도폴로지적으로 보호된 에지 상태를 갖고 있는 것이다. 

이 절연체를 이용해서 인가 전기장에 따라 왼쪽으로만, 오른쪽으로만 움직이는 topological plexictons을 만들었다. 놀라운 사실은 그 물질 안에 불순물이 있어도 한 방향으로 움직이는 에너지는 뒤로 튕기지 않는다는 것이다. 


이 연구로 부터 새로운 종류의 태양전지의 서로 다른 구성 요소에서 선택적으로 에너지를 부여하는 plexcitonic 스위치를 만들 수 있을 것이다. 


참고: http://www.designnews.com/author.asp?doc_id=280745


2016년 6월 26일 일요일

Imec이 높은 값의 bifaciality 셀을 개발하다



Imec은 2016 Intersolar에서 bifaciality97%에 달하는 bifacial 태양전지를 발표했다. Bifacial 셀은 빛을 셀 양면에서 받아들이기 때문에 효율을 상당히 증가시킬 수 있다. Bifacial 셀은 전통적인 유리 백시트 모듈과 결합될 수 있다. 이 구성일 때 백시트에서 적외선의 산란 혜택을 얻는다. 이 혜택은 후면 전극 반사체 부족과 셀 사이 갭에서의 빛 반사를 보상한다. 

Imec의 bifacial n-PERT(BiPERT)은 매우 얇은(<5 um) Ni/Ag 도금 접촉이 특징이다. 셀 양면이 Ni/Ag 접촉으로 되어 있고 busbar가 없다. 또한 multi-wire interconnection 기술 적용으로 음영과 금속 접촉 면적을 줄였다.

BiPERT 태양전지(n-type Cz-Si, 239cm2)의 후면으로 부터 측정된 전류는 39.8 mA/cm2이고 전면으로 부터는 41.2 mA/cm2으로 bifaciality 값은 80~90%이다. 

더우기, 후면 이미터 구조인 BiPERT 셀은 전면 광 조사와 반사 척 없이 22.6%가 넘는 뛰어난 효율을 나타냈다. 


향후, Imec은 셀 공정 최적화와 전면 이미터 구조를 채용하여 셀 효율과 에너지 생산량을 더욱더 증가시킬 계획이다. 


참고: http://www.electronics-eetimes.com/news/solar-cells-high-bifaciality-developed