태양 전지판의 발전 효율을 저해하는 요인이 특정되다

 태양 전지판의 발전 효율을 저해하는 요인이 특정

[이 포스팅은 일본 기사를 번역한 것 입니다.]

출처 - https://headlines.yahoo.co.jp/article?a=20200423-00010006-newsweek-int

── 태양 전지판의 발전 효율은 20% 정도에 그치고 있지만

신 재생 에너지 발전 수단으로 태양광 발전에 대한 수요가 점점 높아지고있다. 

미국의 시장 조사 회사 지온의 시장 조사에 따르면, 

전세계 태양광 패널 시장 규모는 2016년 기준 308억 달러 (약 3조 3880 억 엔)으로

연평균 성장률 10.9%의 속도로 성장하며,

2022년 까지 573억 달러 (약 6조 3030억엔)에 달할 것으로 예상된다.

■ 태양 전지판의 발전 효율 손실은 15기의 원자력 발전소의 발전량에 상당

일반적인 태양 전지판의 발전 효율은 20% 정도에 그치고있는 실정이다. 

지금까지 40년 동안 태양 전지의 효율성을 억제 또는 악화로 이어지는 요인에 대한 

다양한 연구가 진행되며, 270 개 이상의 연구 논문이 발표되고있다.

영국 맨체스터 대학 연구팀이 2019년 학술지 '저널 오브 피직스'에 발표한 

연구 논문에서는 태양 전지의 효율성을 해치는 새로운 결함을 발견하며, 

'설치 후 최초 몇 시간 동안 광 유도열화(LID) 현상이 생겨, 

태양 전지판의 발전 효율을 2% 저하시키고 있다.'고 밝혔다. 

전 세계적으로 보면, 이로 인한 손실은 영국의 15개소의 원자력 발전소의 발전량을 

초과하는 에너지에 상당하는 것이다.

연구팀은 반도체의 심준위를 측정하는 '심준위 과도 분광법 (DLTS)'을 이용하여 

태양 전지의 재료인 실리콘에 숨어있는 결함의 존재를 보여 주었다. 

이에 따르면, 태양광 발전의 과정에서 

실리콘으로 태양 전지의 전하가 태양 아래에서 변환 될 때,

전하 운반자 (전하를 운반하는 자유로운 입자)의 흐름을 방해하는 

'함정'이 흐름을 방해하며 발전 전력 수준을 저하시키고 있다고 한다.

■ 2% 정도의 발전 효율의 감소는 겉보기에 사소하지만...

솔라 패널 업계에서는 전하 운반자의 수명을 바탕으로 실리콘의 품질을 규정하고 있다. 

일련의 연구 성과는 고품질 실리콘보다 수명이 긴 전하 운반자를 가질 수도 있는 가능성을 나타냈다. 

또한 "함정"을 제거하는 수단으로,

어두운 곳에서의 실리콘의 가열은 전하 운반자의 수명을 연장 태양 전지 패널의 열화를 회복하는 작용이

있는 것으로 나타났다.

연구 논문의 책임 저자 인 맨체스터 대학의 앤서니 스피커 명예 교수는

"2 % 정도의 발전 효율의 감소는 겉보기에 사소한 것 같지만, 

세계 에너지 수요가 급속히 확대하는 가운데, 

태양 전지 패널 에너지 공급 수단의 하나가 되고 있는 것을 감안하면 

명백한 손실이라고 할 수 있다 "고 지적하고있다.

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