에너지 및 환경

인쇄 가능한 태양 전지는 글로벌 태양 광 분야의 미래입니까?

인쇄 가능한 태양 전지는 글로벌 태양 광 분야의 미래입니까?


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인쇄 가능한 전기 회로 [이미지 출처 :위키 미디어 커먼즈]

미국 태양 전지 제조업체 인 Triton Solar는 인도 카르 나 타카 주에 제조 시설을 개설하기로 1 억 달러 계약을 체결했으며 2016 년 8 월부터 생산을 시작할 계획입니다. 회사는 14 일에 결정을 발표했습니다. 12 월, 이미 4 월에 Madhya Pradesh에 시설을 건설 할 계획이었습니다. Triton Solar는 뉴저지에 기반을두고 있으며 나노 기술로 구동되고 특허받은 인쇄 기술로 생산되는 인쇄 가능한 태양 전지를 전문으로합니다. 실외 조건에서 작동 할뿐만 아니라 셀은 직사광선 없이도 주변 조명에서 태양 에너지를 생산할 수 있습니다.

2 년 전 2013 년에 헤드 라인을 장식 한 기술에도 불구하고 지금까지 인쇄 가능한 태양 박막을 채택한 회사 나 조직은 거의 없습니다. 그해에 Australian Commonwealth Scientific and Industrial의 일부인 Australian Victorian Organic Solar Cell Consortium (VICOSC)이 열렸습니다. 연구 기관 (CSIRO)은 30cm 너비의 기판을 사용하여 벌크 이종 접합 (BHJ) 태양 전지의 연속 인쇄를 용이하게하는 유기 태양 전지의 인쇄 공정 규모 확대를 시연했습니다. 평가를 위해 여러 데모 모듈이 개발되었습니다. 이들은 플라스틱, 유리 또는 강철을 포함하여 여러 기판에 인쇄 할 수있는 염료 감응 셀 (DSC) 모듈이었습니다. 그들은 햇빛을 포착하여 전기로 변환하는 잉크의 능력을 통해 작동합니다. 이를 통해 스마트 폰, 태블릿 또는 노트북 케이스와 같은 다양한 품목에 통합 될 수 있습니다. 그러나 현재는 표준 실리콘보다 10 배 덜 효율적입니다.

2014 년 3 월 미들 섹스에있는 NPL (National Physical Laboratory)의 영국 과학자 팀도 인쇄 가능한 태양 전지를 개발했습니다. 이들은 햇빛이 거의없는 우울한 날에 작동 할 수 있으며 잠재적 인 응용 분야에는 모바일 장치를 충전하는 데 사용할 수있는 코트 또는 가방 소재에 통합이 포함됩니다.

기술 개발에 참여하는 또 다른 회사는 풍부하고 잠재적으로 저렴한 재료에서 공급되는 유기 반도체 재료를 사용하는 Eight19입니다. 이 반도체는 실리콘보다 약 100 배 더 강한 광 흡수 능력을 가지고 있으며, 주변 조건에서 용액으로 생산할 수있어 소재를 매우 얇게 만듭니다. 이는 또한 연속 롤 투롤 인쇄 및 코팅 공정을 사용하여 인쇄 할 수 있으므로 비용을 절감 할 수 있음을 의미합니다. 이를 위해 사용 된 인쇄 장치는 이미 사용 가능합니다. 분당 수십에서 수백 미터의 속도로 재료를 인쇄 할 수 있으며 일반적으로 포장 및 고품질 코팅 생산에 사용됩니다.

박막이 매우 가볍기 때문에 지붕을 보강 할 필요가 없으며 다양한 색상으로 셀을 인쇄 할 수있어 표준 실리콘 태양 전지판보다 눈에 잘 띄지 않을 수 있습니다. 자동차 산업은 또한 차량의 전기 회로를 충전하는 데 도움이 될 자동차 지붕에 태양 광 PV를 설치할 가능성이있는 인쇄 가능한 박막 태양 광에 관심을 보이고 있습니다.

이 기술은 아직 개발 초기 단계에 있으므로 상업적으로 배포되기까지는 시간이 좀 걸릴 것입니다. 그러나이 분야의 진전은 전 세계 대학들과 대형 화학 회사들에 의해 추진되고 있습니다. 종종이를 위해서는 일종의 파트너십 계약이 필요합니다 (Eight19는 Cambridge University 및 다양한 재료 개발 회사와 협력합니다).

그러나 인쇄 가능한 유기 태양 전지는 이제 경쟁 기술인 페 로브 스카이 트 태양 전지가 10 %가 아닌 20 % 효율에 도달했기 때문에 이야기는 여기서 끝나지 않습니다.

페 로브 스카이 트는 약 5 년 전에 태양 광 부문에서 주목을 받기 시작했습니다. 납, 요오드 및 유기 성분을 포함하는 물질입니다. 처음 연구되었을 때 페 로브 스카이 트는 3 %의 효율에 도달 할 수 있었지만 불과 5 년 동안 지금은 앞서 언급 한 인쇄 가능한 유기 박막의 두 배인 20 %로 뛰어 올랐습니다. 스위스 로잔에있는 Ecole Polytechnique의 태양열 연구원 인 Michael Grätzel에 따르면 자연 재료, 태양 광 부문에서 메탈 할라이드 페 로브 스카이 트의 증가는 PV 커뮤니티를 놀라게했습니다. CSIRO의 유기 태양 광 전문가 인 Fiona Scholes는 Cosmos Magazine과의 인터뷰에서 "의심 할 여지없이 유기 태양 전지의 가장 큰 발전"이라고 말했습니다.

페 로브 스카이 트 주석 태양 전지 [이미지 출처 :옥스포드 대학 출판부, 플리커]

네브래스카 대학의 재료 엔지니어 Jinsong Huang에 따르면, 페 로브 스카이 트의 전기 생성 능력의 핵심은 전자가 인쇄 된 페 로브 스카이 트 태양 전지의 전극에 쉽게 도달 할 수 있도록하는 내부 구조입니다. 그러나 실리콘과 효과적으로 경쟁하려면 여전히 약 25 %의 효율성에 도달해야하며 이는 향후 5 년 내에 가능할 수 있습니다.

페 로브 스카이 트 태양 전지에는 수분에 대한 민감성과 납이 포함되어있어 파손되면 독성의 원인이되는 등 몇 가지 단점이 있습니다. 그러나 Huang은 페 로브 스카이 트 세포가 더 안정적으로 만들기 위해 최적화 될 수 있다고 믿고 있으며 다른 연구자들은 납 함량을 덜 해로운 것으로 대체하는 방법을 연구하고 있습니다.

Fiona Scholes는 인쇄 가능한 태양 전지가 앞으로 몇 년 동안 "재생 가능 에너지 믹스의 핵심 부분"이 될 것이라고 믿습니다. 세계의 에너지 공급을 탈탄 소화하여 기후 변화에 대해 뭔가를해야한다는 점을 감안할 때 가능한 한 많은 방법을 조사해야한다는 것은 확실히 사실입니다.

점점 더 인쇄 가능한 태양 전지가 전체 에너지 툴킷의 중요한 부분이 될 것처럼 보입니다.


비디오보기: 태양광은 사기다? (유월 2022).