태양 전지 효율

태양 전지 효율()은 태양 전지에 의해 태양광 발전을 통해 전기로 변환이 가능한 햇빛 형태의 에너지의 일부를 의미한다.

위도와 기후에 따른 태양광 시스템에 쓰이는 태양 전지의 효율은 이 시스템의 연간 에너지 출력을 결정한다. 이를테면 20% 효율의 태양 패널과 1 m2의 면적은 표준 시험 조건에서 200 kWh를 생산하지만 태양이 하늘에 높이 떠있거나 태양이 하늘 아래에 위치해 있으면 더 많이 생산할 수 있다. 연간 2000 kWh/m2의 조사량을 받는 콜로라도주 중부 지역에서는 이러한 패널이 해마다 400 kWh의 에너지를 생산할 것으로 예측할 수 있다. 그러나 한 해에 고작 1400 kWh/m2만을 받는 미시간주에서는 연간 에너지 생산량은 같은 패널 기준 280 kWh으로 감소한다. 더 북쪽에 위치한 유럽 위도에서 생산량은 상당히 더 낮은 편이다: 같은 조건에서 잉글랜드 남부의 연간 에너지 생산량은 175 kWh이다.

여러 요인이 전지의 변환 효율값에 영향을 미치며 여기에는 반사도, 열역학적 효율, 전하 운반체 분리(charge carrier separation) 효율, 전하 운반체 수집 효율 및 전도 효율값이 포함된다. 해당 변수들이 직접 측정하기는 어려울 수 있으므로 양자효율, 개회로 전압(VOC) 비율, 충진율(fill factor) 등 다른 변수들이 대신 측정된다. 반사도 손실은 양자효율값을 위해 계산되며 이것들은 외부양자효율에 영향을 미친다. 재조합(recombination) 손실은 양자 효율, VOC 비율, 그리고 필 팩터 값으로 계산된다. 저항 손실은 대체적으로 필 팩터 값으로 계산되지만 양자효율과 VOC 비율값에도 기여한다.

기록
2019년, 태양 전지 효율의 세계 기록은 다중 접합 집광형 태양 전지를 사용하여 달성한 47.1%이며, 미국 콜로라도주 골든의 미국 국립재생에너지연구소가 개발한 것이다.

2020년 4월 14일 국제학술지 네이처 에너지(Nature Energy)에는 미국 재생에너지연구소(NREL)의 새로운 태양전지 개발 연구성과가 실렸다. 연구진이 개발한 태양전지는 집중 조명(143배 집광) 조건에서 47.1%의 효율을, 일반 조명 조건에서 39.2%의 효율을 기록했다. 이는 지금까지 보고된 여러 태양전지 중 가장 높은 기록이다.

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 태양광 발전

각주

외부 링크 

 

태양 전지
태양광 발전