서레이 대학, 각도 무관 초박형 태양전지 세계 신기록 달성

미국화학회 ACS Photonics에 게재된 논문에서 서레이 대학 팀은 태양광 특성을 이용해 무질서한 허니컴 층을 설계해 실리콘 웨이퍼 위에 얹는 방법을 상세히 설명했습니다. 이들의 접근법은 나비 날개와 새 눈의 설계에서 자연계에 반향됩니다. 허니컴 설계는 모든 각도에서 빛 흡수를 가능하게 하고 태양전지 내부에 빛을 가두어 더 많은 에너지를 생성하게 합니다.

실험실 검증 결과

실험실에서 26.3 mA/cm²의 흡수율을 달성해, 2017년 기록인 19.72 mA/cm²보다 25% 증가했습니다. 21% 효율을 확보했으며, 추가 개선으로 수치가 더 높아져 많은 상용 광전지보다 현저히 나은 효율이 기대됩니다.

"실리콘 작업의 과제 중 하나는 빛의 거의 3분의 1이 흡수되지 않고 그대로 튕겨 나간다는 것입니다. 실리콘 위의 텍스처 층이 이를 해결하는 데 도움이 되며, 우리의 무질서하면서도 초균일한 허니컴 설계가 특히 성공적입니다."

서레이 대학 첨단기술연구소(ATI) 마리안 플로레스쿠(Marian Florescu) 박사는 말합니다.

초박형 광전지의 잠재력

"초박형 광전지는 엄청난 잠재력이 있습니다. 예를 들어, 매우 가벼워 우주에서 특히 유용하며 새로운 외계 프로젝트를 가능하게 할 수 있습니다. 실리콘을 훨씬 적게 사용하므로 지구에서도 비용 절감이 기대되며, 사물인터넷 혜택 확대와 국지적 전력으로 구동되는 제로에너지 빌딩 창출 잠재력도 있습니다."

플로레스쿠 박사는 이어서 말했습니다.