지상용 태양전지 효율의 이론적 고찰(Analysis on Efficiency Limit of Terrestrial Photovoltaic)

전문가 제언

□ 태양광발전을 폭넓게 활용하기 위해서는 무엇보다도 최적의 설계에 의한 태양전지의 효율향상이 필요하다. 현재 시판되고 있는 태양광발전모듈의 효율 최고치가 17.5%이고, 연간평균효율은 이 정격치의 65%이다.

□ 지금까지 태양전지의 변환효율은 AM 1.5G의 표준 스펙트럼을 이용하여 계산하거나 옥내에서 실험한 값을 이용하는 정적 방법이었다. 지금까지 개발되어 있는 각종 구성의 셀에 대하여 정적 방법으로 이론효율을 계산하여, 이 이론효율을 근거로 실제 가능한 태양전지의 변환효율을 추정하고 있다.

□ 그러나 실제의 태양광 스펙트럼은 표준 스펙트럼과 달리 계절별, 시간대별, 그리고 날씨에 따른 일조량의 변화가 있으며, 단파장(따라서 광자의 에너지가 높은) 성분이 부족하므로, 스펙트럼의 변화에 따른 동적 방법에 의한 변환효율의 계산이 중요하다.

□ 이 연구를 통하여 아무리 설계가 잘된 태양전지도 그 이론적인 효율의 상한치는 약 50% 정도이며, 실현 가능한 효율은 40%라고 밝히고 있으며, 이는 현재 상용화되어 있는 태양전지 효율의 약 3.5배에 해당하여 앞으로의 태양전지의 개발전망을 밝게 하고 있다.

□ 그러나 태양광뿐만 아니라 적외선 영역의 스펙트럼도 이용할 수 있는 β-FeSi2와 같은 제3세대 반도체를 사용하면 효율이 더욱 향상되고, 태양전지의 구성에서 현재의 이론적인 한계를 초월하는 새로운 방법도 등장할 것으로 기대된다.

저자

Kenji ARAKI ; N. D. EKINS-DAUKES ; Masafumi YAMAGUCHI

자료유형

원문언어

일어

기업산업분류

에너지

연도

2004

권(호)

75(3)

잡지명

전기제강(F150)

과학기술
표준분류

에너지

페이지

155~163

분석자

이*근

분석물

• 지상용 태양전지 효율의 이론적 고찰.pdf [161,234 byte]

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