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완전 밀봉 원통형 색소 증감 태양 ....

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글쓴이 최고관리자 등록일 13-11-19 11:35
조회 902
     
     
    <그림1>

    <그림2>

    <그림3>

     
    색소 증감 태양 전지는 1991년 스위스 로잔 공대에서 개발된 기존의 실리콘계 태양 전지와는 완전히 다른 조성을 가진 새로운 태양 전지이다. 산화물 반도체 및 유기 색소로 구성되며, 적은 제조 공정 비용으로 태양 전지를 제작할 수 있기 때문에 좋은 발전 효율을 얻을 수 있는 저렴한 유기계 태양 전지로 주목 받고 있다. 현재 에너지 변환 효율의 최고치(1㎠ 이상의 셀에서 인증 값)는 11.9 % (표준 태양광 기준 주1) )이며, 차세대 태양 전지로서 구미일을 중심으로 개발이 이루어지고 있다.
    색소 증감 태양 전지는 상압에서 제작되므로 비용이 저렴하다. 색소 증감 태양 전지의 제작에서 가장 어렵고 비용이 많이 드는 과정은 봉지였다. 외부에서 산소, 수분이 침투해 오면 성능이 저하되므로, 그 침입을 완전히 차단해야 하지만 기존의 수지를 이용한 봉지는 그 침투를 완전히 막기 곤란하였다. 따라서 저렴하게 완전히 밀봉하는 방법은 색소 증감 태양 전지의 내구성을 향상시키는 기술로서 필수 기술이었다.

    국립 대학 법인 큐슈 공업 대학은 비싼 투명 도전막 기판을 필요로 하지 않는 태양 전지 개발을 진행해왔다. 투명 도전막 대신 금속 부유 전극을 사용한다. 유연한 금속 부유 전극을 사용할 수 있기 때문에 다양한 형태의 태양 전지를 만드는 것이 가능하다. 원통형의 태양 전지도 제작할 수 있는 것을 이미 입증하고 있다. 기존의 투명 도전막 기판을 사용하는 프로세스는 제작이 어려우나 유연한 금속 전극을 사용하여 비교적 쉽게 제작할 수 있게 되었다.
    한편, 우시오 전기 주식회사는 램프를 비롯한 원통형 유리 봉지에 뛰어난 기술을 가지고 있었다. 국립 대학 법인 큐슈 공업 대학의 원통형 태양 전지 제작 기술과 우시오 전기 주식회사의 원통형 유리 봉지 기술을 융합하고 쉽게 완전히 밀봉할 수 있는 원통형 태양 전지를 제작하는 데 성공했다.
    이번에 개발한 원통형 태양 전지는 다음과 같은 특징을 가지고 있다.
    ① 원통형 태양 전지는 다양한 방향에서 빛을 모을 수 있어 하루의 총발전량이 많아진다.
    ② 수평, 수직으로 설치할 수 있다. 따라서, 수직 설치로 설치 면적을 줄일 수 있다.
    ③ 안정된 설치가 가능하다.
    ④ 램프처럼 설치할 수 있기 때문에 유지 보수가 쉽다.
    ⑤ 빛을 통하면서 발전할 수 있다.

    이러한 특징을 살려 토지 단가가 높아 적은 설치 면적이 필요한 집약 농업 용도, 식물 육성을 위한 투광성과 발전을 양립할 수 있는 농업 용도 등 평면형 태양 전지는 설치가 어려울 응용 용도에서의 전개를 목표로 한다.

    <용어 해설>
    주 1) 표준 태양 광 기준
    표준 태양 광은 AM1.5 (공기 질량 1.5)이 사용되고 각도 42도에서 지표에 도달하는 태양 광 스펙트럼에서 태양 강도가 1000W / m 2 이다.

    그림 1 프로토타입 원통형 색소 증감 태양 전지 (직경 1.5cm × 길이 20cm)
    그림 2 원통형 색소 증감 태양 전지의 구조
    그림 3 실험 농장 농업 센서 시스템

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