광전지의 과열로 인한 낮은 변환 효율의 문제는 광전지의 성능에 크게 영향을 미친다. 최근에 스탠포드 대학 (Stanford University)의 연구진은 고효율 태양 전지의 냉각 문제를 극복하고 광전지 표면에 석영 유리의 특수 층을 추가하여 광전지의 과도한 열 방출을 효과적으로 줄였습니다.
광전지는 오늘날 시장에서 가장 유망하고 널리 사용되는 신 재생 에너지 원 중 하나입니다. 제조가 쉽지만 항상 태양 변환이 너무 낮다는 문제가있었습니다. 필연적 인 에너지 손실을 제외하면 광전지의 과열은 낮은 변환 효율의 주된 이유입니다. 정상적인 작동 조건에서 태양 전지는 섭씨 55도 이상의 온도에 쉽게 도달 할 수있어 전지 수명을 줄이면서 광전 전환율을 제한합니다. 현재의 냉각 방법은 주로 환기 장치 및 액체 냉각제를 사용하지만, 이러한 방법은 경제성이 부족하고 광전지 성능에 영향을 미친다.
"우리의 새로운 접근 방식은 태양 전지의 작동 온도를 수동적으로 낮추어 에너지 변환 효율과 수명을 크게 향상시킬 수 있습니다."스탠포드 대학의 물리학 자이자 Zhu Linxiao의 수석 저자는이 두 가지 이점이 지속적인 성공에 도움이된다고 말했다. 광전지 기술의 응용.
광전지는 햇빛을 전기 에너지로 직접 변환하는 장치입니다. 오늘날 가장 성공적이고 널리 사용되는 설계는 30 %의 높은 에너지 변환 한계를 갖는 결정 실리콘 반도체 재료의 사용입니다. 변환되지 않은 태양 에너지는 태양 광 전지의 성능을 저하시키는 열 방사를 생성합니다. 섭씨 1도에서 광전지의 온도는 0.5 % 낮아집니다. 또한 온도가 올라가면 광전지의 노화 속도도 빨라질 것이며 노화 율은 10 ℃마다 두 배가 될 것입니다.
"이러한 전환 감소 수준은 매우 심각합니다."라고이 연구의 공동 저자 인 Aaswath Raman은 말했습니다. 태양 광 산업에서는 전환 문제를 해결하기 위해 많은 돈이 사용되고 있습니다. 특수 유리 표면으로 광전지를 덮는 우리의 방법은 효과적으로 광전 효율을 향상시킬 수 있습니다.
스펙트럼에서 가시 광선은 더 많은 에너지를 전달하고 적외선 광선은 더 많은 열을 전달합니다. 상이한 광선은 상이한 파장을 가지며, 광의 상이한 파장은 상이한 유형 및 표면 형태를 통과 할 때 상이한 굴절 및 반사율을 갖는다. "석영은 가시 광선에는 투명하지만 일부 특수 파장의 굴절 및 반사율을 조절할 수 있습니다."Fan Shanhui는 적외선에서 반사되는이 석영 박막층 설계가 배터리 쌍에 영향을 미치지 않는다고 설명했습니다. 가시광의 흡수는 태양 광 전지의 성능을 저하시키지 않으며, 이는 거의 이상적인 해결책입니다. 우리의 목표는 광전지의 작동 온도를 낮추고 태양 변환을 증가시키는 것입니다.
그러나, 상기 결과는 시뮬레이션에 의해 얻어졌다.
Zhu Linxiao와 그의 동료들은 현재이 장치들을 제조하고 시험 실험을 수행하고 있습니다. 그들의 다음 단계는 야외 환경에서 광전지의 냉각 효과를 입증하는 것입니다. "우리는이 작업이 태양 광 발전의 중요한 기술적 문제를 해결하고 광전지의 성능을 최적화한다고 믿으며 따라서 상업 잠재력이 뛰어나다"고 말했다. Zhu Linxiao는 말했다.
