연구원들은 유연한 단결정 실리콘 태양 전지를 만듭니다.

2023년 5월 25일 보고서

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작성자: Bob Yirka, Tech Xplore

중국의 여러 기관에 소속된 대규모 기술자 팀이 독일의 동료 2명, 사우디아라비아의 동료 2명과 협력하여 유연한 단결정 실리콘 태양전지를 만드는 방법을 찾았습니다. Nature 저널에 보고된 연구에서 이 그룹은 새로운 프로세스를 개발하고 테스트했습니다. Nature의 편집자들은 같은 저널에 이 새로운 노력에 대한 팀의 작업을 간략하게 설명하는 연구 브리핑도 발표했습니다.

태양 전지는 반세기 이상 동안 다양한 청정 에너지 응용 분야에 전기를 공급해 왔습니다. 그러나 현재까지 거의 모든 태양전지는 편평하고 견고한 태양전지를 사용하여 제한된 수의 응용 분야에 사용하기에 적합합니다. 수년 동안 과학자, 응용 프로그램 개발자 및 최종 사용자는 견고한 태양광 패널만큼 효율적이고 내구성이 뛰어난 유연한 태양광 패널의 개발을 기다려 왔습니다. 이 새로운 노력에서 연구팀은 그러한 제품을 만드는 방법을 보고합니다.

팀은 어떤 아이디어가 실현될 수 있는지 알아보기 위해 아이디어 시뮬레이션을 실행하는 것으로 시작했습니다. 그들은 태양광 패널을 만드는 데 사용되는 반도체 재료를 처리하는 두 가지 기술을 생각해 냈습니다. 첫 번째는 습식 화학 공정이고 두 번째는 건식 플라즈마 기반 공정이었습니다.

실제 테스트에서 그들은 얇고 유연한 패널을 만드는 데 사용할 수 있음을 입증했습니다. 불행히도 둘 다 과도한 반사율로 어려움을 겪었습니다. 현미경 분석을 통해 문제는 패널 표면 가공 중에 생성된 피라미드 모양 돌기 사이의 미세한 균열로 인해 발생한 것으로 나타났습니다. 그런 다음 팀은 균열이 형성되는 가장자리 사이에 형성된 범프와 채널을 부드럽게 하는 방법을 찾았습니다. 추가 테스트에서는 여전히 균열이 형성되었지만 패널이 파손되지 않아 셀이 구부러지고 계속 사용할 수 있는 것으로 나타났습니다.

구부릴 수 있는 셀을 사용하여 만든 결과 장치는 구부릴 수 없는 셀만큼 효율적이고 내구성이 뛰어났습니다. 연구팀은 또한 세포가 쉽게 대량 생산될 수 있다는 사실도 발견했다. 그리고 기존 태양전지보다 훨씬 가볍기 때문에 더 많은 용도로 사용할 수 있습니다.

추가 정보: Wenzhu Liu 외, 가장자리가 무딘 접이식 실리콘 웨이퍼를 기반으로 한 유연한 태양 전지, Nature(2023). DOI: 10.1038/s41586-023-05921-z

결정질 실리콘으로 만든 유연한 태양전지, Nature(2023). DOI: 10.1038/d41586-023-01357-7