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페로브스카이트 태양 전지, 안정성과 효율성 면에서 새로운 이정표 달성

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머리 덮개, 실험실 가운, 보안경, 장갑을 착용하고 작은 동전 크기의 칩을 들고 있는 여성 에스마 우구르(Esma Ugur)의 사진. 이 칩에는 태양 전지가 포함되어 있습니다.
KAUST 박사후 연구원 Esma Ugur가 KAUST Photovoltaics Laboratory의 동료들과 함께 개발한 페로브스카이트/실리콘 탠덤 태양 전지를 전시하고 있습니다. 현재 전력 변환 효율이 33.2%인 세계에서 가장 효율적인 실리콘/페로브스카이트 탠덤 태양 전지입니다. (제공: KAUST)

페로브스카이트 태양 전지는 이러한 차세대 장치를 보다 쉽게 ​​상용화할 수 있는 새로운 결과의 세 가지와 함께 몇 달이 지났습니다.

첫 번째 결과는 페로브스카이트 전용 태양 광전지(PV) 전지에 관한 것입니다. 페로브스카이트 태양 전지의 초기 가능성은 전하 캐리어(전자 및 정공)의 흐름을 방해하는 표면 결함이 발생하기 쉬운 이러한 결정질 물질의 불안정한 특성으로 인해 오랫동안 손상되었습니다. 성가시게도 실제 태양 에너지 장치에서 피할 수 없는 열과 습기는 이러한 불안정성을 악화시킵니다. 결과적으로 페로브스카이트 태양 전지는 햇빛에 수백 시간 노출된 후에도 효율의 약 XNUMX분의 XNUMX을 잃을 수 있습니다.

작년에 사우디아라비아 King Abdullah University of Science and Technology(KAUST)의 Stefaan de Wolf와 동료들은 이 문제를 해결하기 위한 중요한 조치를 취했습니다. 95차원 및 1000차원 페로브스카이트 결정을 통합하는 셀을 구성함으로써 이 다차원 셀은 85°C의 온도와 85%의 상대 습도에서 햇빛에 XNUMX시간 노출된 후에도 초기 효율의 XNUMX%를 유지했습니다.

에 발표된 최신 연구에서 , 중국 푸단 대학과 캐나다 빅토리아 대학의 Kai Liu와 동료들은 조금 더 나아갔습니다. 그들의 전지는 페로브스카이트의 유기 성분과 공유 결합을 형성하는 화학 코팅 덕분에 98.6시간의 작동 테스트 후에도 초기 효율의 1000%를 유지했습니다. 코팅 배후에 있는 빅토리아 대학교 스핀아웃 회사에 따르면, XLYNX, 이러한 결합은 페로브스카이트를 더 안정적으로 만들어 효율성, 안정성 및 성능의 손실을 제한합니다.

탠덤 전지의 효율성 기록 하락

두 번째 유망한 결과는 페로브스카이트와 표준 실리콘 재료를 결합한 소위 "탠덤" 태양 전지의 새로운 효율성 기록입니다. XNUMX월 중순에 de Wolf가 이끄는 KAUST의 연구원들은 발표 그들은 전력 변환 효율이 33.2%인 실험용 탠덤 셀을 생산했다고 밝혔습니다. 이는 종전 세계 최고 기록인 32.5%를 뛰어넘는 수치이다. 2022년 후반 설정 Helmholtz-Zentrum Berlin의 Steven Albrecht와 동료들.

최신 KAUST 결과는 아직 발표되지 않았지만 팀은 이 기록이 유럽 태양열 테스트 설치(ESTI)에 의해 인증되었다고 말합니다. KAUST 셀도 현재 최상위에 있습니다. 미국 국립 재생 에너지 연구소(NREL)의 최고의 연구 세포 효율성 차트, 경쟁 연구 그룹의 최근 패턴을 고려할 때 오래 머물지 않을 수도 있습니다. 서로의 성취를 뛰어넘다.

최종적인 새로운 결과는 이번에는 실험 장치가 아닌 상용 제품에서 또 다른 효율성 기록입니다. 24월 XNUMX일 영국에 본사를 둔 회사인 Oxford PV 신고 독일 베를린 근처의 생산 라인에서 제조된 탠덤 전지는 입사 태양 에너지의 28.6%를 전기로 변환했습니다. 독일 프라이부르크에 있는 Fraunhofer ISE의 ​​전문가들이 인증한 이 수치는 상용 실리콘 셀의 일반적인 22~24%보다 훨씬 높고 생산 라인 장치에 대한 Oxford PV의 자체 기록보다 1.5% 높습니다. 계속해서 위로!

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