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[HOW IT WORKS ISSUE] 세계 최고 효율 태양전지

일반적인 실리콘 태양전지는 에너지 변환효율이 20% 정도다. 태양광이 가진 에너지의 20%만 전력으로 만든다는 얘기다. 기존 태양전지가 특정 파장의 빛만 활용한다는 게 이런 낮은 효율의 주요 원인으로 꼽힌다.

그러던 작년 9월 독일 프라운호퍼 태양에너지시스템 연구소가 44.7% 효율의 태양전지 개발에 성공했다. 연구팀은 4개의 태양전지(서브 셀)를 적층시켜 하나의 제품을 구성했다. 각 서브 셀마다 서로 다른 스펙트럼의 빛을 이용하도록 설계해 효율 극대화를 이룩한 것. 향후 2~3년 내에 태양전지 발전소용 프로토타입 제품을 개발하는 것이 연구팀의 목표다.



1. 맨 윗면에 ‘프레넬(Fresnel)’이라는 다면 렌즈가 위치한다. 이 렌즈는 직사광선을 모아 햇빛이 지닌 에너지를 297배 증폭시켜 태양전지로 보낸다.

2. 첫 번째 서브 셀이 파장이 가장 짧은 빛의 광자를 받아들이고 나머지는 통과시킨다. 그렇게 아래의 서브 셀로 갈수록 더 긴 파장의 빛을 이용한다.


3. 각 서브 셀마다 여러 겹의 반도체 층을 지닌다. 이 반도체 층은 전기장을 형성하는데 광자가 유입되면 전자를 흥분시켜 서브 셀에서 이탈시킨다.

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4. 이탈된 자유전자들이 서브 셀의 맨 위에 도달하면 일(一)자로 형성된 금속 접촉부로 끌려들어가 직류 전류 형태로 출력단자에 보내진다.

50% 태양전지 연구자들이 지향하는 궁극적 효율 목표.

핑크 슬라임 (pink slime) 도축한 소에서 살을 발라내고 남은 지방과 살코기 조각을 모아서 화학적으로 재처리하여 만든 분홍색의 쇠고기 가공육.







파퓰러사이언스
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