중간밴드 태양전지 구현을 위한 전진

전문가 제언

○ 태양은 태양계의 에너지원이다. 태양과 지구의 평균 거리는 1.496×1011m 인데 이것을 1.0AU라고 칭한다. 태양의 방출 에너지는 3.83×1026W, 표면에서 에너지 밀도는 6.33×107W/㎡이며 1.0AU 위치에서 태양 에너지 밀도는 1,367W/㎡이다. 대기에 흡수되는 등 지표에서 받을 수 있는 에너지는 이보다 적어서 약 1,000W/㎡이 되고 이것을 1sun이라고 약칭한다.

○ 태양전지의 광자 흡수율을 높이기 위한 노력의 하나로 중간밴드(IB) 개념이 Antonio Luque와 Antonio Marti에 의해 1997년 처음 제안되었으며 그 후 그 가능성을 보고 많은 연구가 줄을 이었고 벌크 IB, 양자점(QD) IB 등 다양한 형태로 분화되었다. IB 개념은 가전자대와 전도대만으로 구성되는 단일밴드의 이론 효율 약 40%대에 비해 60%대의 광전 변환효율을 보일 것으로 기대되고 있으나 아직 상업용으로 충분히 구현이 되지 못하고 있다.

○ 세계적으로 QD-IB를 연구하는 기관과 주된 소재를 보면 IES-UPM, University of Glasgow에서 InAs/GaAs, Rochester Institute of Technology, NASA에서 InAs/GaAs-GaP, University of Tokyo, University of Thukuba에서 InAs/Ga(N)As, NREL, St. Petersburg Tech Institute, IOFFE, Innolume에서 InAs/GaAs-GaP를 연구하고 있다.

○ 일본의 전망을 보면, QD-IB-SC는 아직 기초연구단계이지만 2015년~ 2020년 사이에 변환효율 15~20%로 실용화가 시작되고, 2030년에는 변환효율이 40%로 높아진다는 것이다. 일본에서는 경제산업성이 '혁신형 태양전지의 연구개발'을 위하여 양자점형 태양전지를 연구과제의 한 가지로 선택했다. 우리나라도 지식경제부는 ‘신재생에너지 기술개발사업’이라는 국책 과제 속에서 수직접합실리콘 양자점 태양전지 원천기술 개발이라는 과제를 지원하고 있다. 좋은 결실을 맺기를 기원한다.

저자

Luque, Antonio &#59; Marti, Antonio

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

전기·전자

연도

2010

권(호)

22(2)

잡지명

Advanced Materials

과학기술
표준분류

전기·전자

페이지

160~174

분석자

황*룡

분석물

• 중간밴드 태양전지 구현을 위한 전진.pdf [400,996 byte]

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