일본산업뉴스요약

태양전지 변환효율 50% 이상으로
고베대학, 파장이 긴 빛 이용하여 고효율화

고베대학의 기타(喜多) 교수 연구팀은 태양전지의 변환효율을 50% 이상으로 높일 수 있는 기술을 개발하였다. 2종류의 반도체를 조합한 간단한 구조다. 통상의 태양전지의 경우는 파장이 길어 에너지가 작은 적외선은 흡수할 수 없었다. 그러나 새로운 기술은 이러한 적외선도 이용하여 전기로 변환한다. 우주 분야 등에서의 활용을 시야에 넣고, 3년 이내의 실용화를 목표로 한다.

현행의 태양전지는 파장이 짧아 에너지가 큰 빛밖에 전기로 변환할 수 없다. 변환효율을 높이기 위해 다양한 파장의 빛을 발전에 이용할 수 있는 태양전지의 개발이 왕성해지고 있다.

이번에 개발한 태양전지는 갈륨이나 알루미늄 등을 이용한 2종류의 반도체를 조합한 구조다. 한쪽의 반도체를 투과한 빛을 이용하여 다른 한쪽의 반도체가 발전한다. 기존에 이용할 수 없었던 파장이 긴 빛도 사용함으로써 효율을 높였다.

기본적인 성능을 확인하기 위해 간단한 구조를 시작(試作)하여, 발광다이오드(LED) 빛을 조사(照射)하는 모의 실험을 실시하였다. 전자의 에너지 상태 등을 통해 계산해 보니, 변환효율이 63%까지 높아질 가능성을 확인할 수 있었다.

실제 태양전지에서 광에너지를 발열로 잃는 상황을 고려해도, 50% 이상의 변환효율을 확보할 수 있다고 한다.

연구성과는 국제학술지 네이처 커뮤니케이션(온라인판)에 게재되었다.

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