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더 효율적인 태양 전지 패널을 위....

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글쓴이 최고관리자 등록일 13-12-05 12:04
조회 763
     
    스위스 로잔연방공대(EPFL)의 연구진은 안테나와 태양전지를 결합하여 조만간 이전보다 훨씬 더 좋은 효율을 가진 태양패널을 제작할 수 있도록 하였다. 이것은 더 작고 더 가벼운 위성을 가능하게 해 줄 것이다. 이 기술은 또한 자연재해 발생 후 자체적인 안테나 시스템으로 배치될 수 있다. 이 디바이스는 태양 전지 효율을 증가시키고 무게는 줄였다는 점에서 매우 획기적인 기술이라 판단된다. 전통적으로, 통신 안테나와 태양전지는 함께 잘 공존하여 작동하지 못하였다. 그 이유는 두 디바이스가 서로 간섭을 피하기 위해서 독립적으로 기능해야만 하기 때문이다.

    이것은 위성의 무게와 크기에 영향을 미친다. 데이터를 송신하고 수신하는 안테나 시스템을 위해서 표면적이 커야만 하기 때문이며, 이와 독립적으로 태양 패널은 전기를 공급한다.
    EPFL의 연구진은 태양 전지와 안테나를 결합시킬 수 있는 방법을 고안하였다. 광전지 및 박막 전자기술 연구소(PV-Lab) 소속인 투명 산화 전도체 그룹과 공동 연구를 통해서, 이들 연구진은 매우 효율적으로 작동하는 광전지와 안테나를 동시에 설치할 수 있는 혼합된 표면을 개발하였다.

    이것은 부피, 무게 및 가격을 크게 낮출 수 있다. 모바일 및 자동 통신 시스템은 종종 자연 재해 때 사람들에게 경고 신호를 보내주어야 할 필요가 있다. 이 새로운 기술은 이런 시스템을 더 가볍게 만들어 운반하기 더 쉽게 만들 수 있다. 연구진은 그들의 디바이스가 또한 유연한 설치를 가능하게 해준다고 한다. 그것은 접을 수 있으며 목적지에 도달하여 펴질 수 있다. 그들의 연구를 위해서, 연구진은 이른바 반사판배열(reflectarry) 안테나라고 불리는 것을 사용하였다. 이것은 평평하고 비교적 저렴하며 매우 효율적이라는 장점이 있다. 이 안테나는 PV-랩에서 개발된 박막 비정질 실리콘 태양전지와 결합되었다.

    이 디바이스에서, 일련의 공진기가 태양전지 위에 놓여있다. 이런 층 배열은 태양 전지의 광전 효율이 90%까지 유지할 수 있게 해준다. 과학자들이 태양 전지와 안테나를 통합하고자 노력한 것은 이번이 처음이 아니지만, 이들 방법의 장점은 그것이 안테나와 광전 시스템 모두 좋은 효율을 가지도록 허용하면서 태양전지의 원래 구조를 그대로 유지시킨다는 것이다. 존재하는 태양전지를 전도성 층에 추가시키면 되는 것이라고 연구진은 설명하였다. 디바이스는 두 개의 다른 종류의 안테나로 개발되었다. 한 개는 금속이 증착된 곳에 빛이 통과할 수 없게 만드는 구리 전도체이고, 다른 하나는 이른바 투명 전도체이다. 구리 전도체는 매우 높은 안테나 효율을 보장한다.

    차후 응용에서, 선택된 안테나 종류는 안테나에 우선권을 줄지 또는 태양전지 효율에 우선권을 줄지에 따라 결정될 수 있다. 연구진은 그들의 연구 결과에 매우 만족한다고 말하였다. 이 연구에서 사용된 디바이스는 아직 널리 사용되고 있지는 않지만, 그것들은 이미 우주 응용에 유망한 것으로 전망되고 있다. PV 랩에서 20년 이상 연구된 박막 비정질 실리콘 태양전지는 상당한 장점을 가지고 있다. 그것들은 가볍고 방사선에 내성을 가진다. 그것들의 효율은 전통적인 다중접합 태양전지보다 작지만, 더 좋은 출력/무게 성능을 보여준다. 이들 연구진은 그들이 개발한 안테나를 차세대 기술이라고 불렀다. 이런 안테나와 태양 패널을 장착한 위성을 선택하여 NASA는 2014년 계획된 미션을 시연할 것이다. NASA는 한쪽에는 태양 패널을, 다른 한쪽에는 안테나를 장착한 플랫폼을 사용하여 면적과 무게를 줄일 수 있을 것이다.

    첨부그림: 스위스 로잔연방공대 연구진이 개발한 디바이스의 배열층은 태양 전지의 광전 효율을 90%까지 유지할 수 있게 해준다. 

     

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