미국 과학자들은 최근 광전변환율이 47.1%에 달하는 고효율 태양전지를 개발했다.

1. 페로브스카이트(perovskite)라는 A 소재를 사용해 광전 특성과 안정성이 뛰어나다. 페로브스카이트는 특별한 결정 구조를 가진 광물이며, 그 화학식은 CaTiO3입니다. 태양전지 분야에서 페로브스카이트는 햇빛을 전기 에너지로 효과적으로 변환할 수 있는 광흡수층으로 사용된다.

2. 그러나 기존의 페로브스카이트 태양전지는 안정성이 낮고 광전변환 효율이 낮은 등 몇 가지 문제를 안고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 미국 과학자들은 새로운 유형의 페로브스카이트 소재를 사용하고 설계를 최적화했습니다. 그들은 페로브스카이트의 구조적 매개변수를 변경함으로써 광전 변환 효율이 크게 향상될 수 있음을 발견했습니다.

3. 구체적으로 그들은 페로브스카이트의 티타늄 원자를 주석 원자로 대체하여 페로브스카이트 주석이라는 새로운 물질을 형성했습니다. 이 소재의 광전 변환 효율은 무려 47.1%에 달해 기존 페로브스카이트 태양전지의 효율보다 훨씬 높다. 또한, 페로브스카이트 주석은 안정성도 좋습니다.

4. 시뮬레이션된 햇빛에서 오랜 기간의 테스트 후에도 광전 변환 효율은 거의 감소하지 않았습니다. 이는 페로브스카이트 주석 태양전지가 미래에 신뢰할 수 있는 녹색 에너지 솔루션이 될 것으로 기대된다는 것을 의미합니다. 페로브스카이트 주석 태양전지의 제조 공정은 상대적으로 간단하고 비용이 저렴하다는 점을 언급할 가치가 있습니다.

광전변환 관련지식

1. 광전효과: 광전효과란 빛이 물질 표면에 빛을 내어 물질 표면의 전자를 충분히 얻게 하는 것을 말한다. 물체의 표면을 떠나 전류 현상을 형성하는 에너지. 이 현상은 1887년 독일의 물리학자 헤르츠(Hertz)에 의해 발견되었습니다. 광전 효과는 광전자 방출, 광전도성 및 광전지의 세 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.

2. 태양광 전지: 광전지는 광전 효과를 이용해 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 장치입니다. 반도체 재료로 만들어지며 일반적으로 사용되는 재료는 실리콘, 셀레늄 및 황화 카드뮴입니다. 태양전지 표면에 빛이 닿으면 광자가 세포 표면을 통과해 내부의 전자와 상호작용해 전자가 가전자대에서 전도대로 점프해 전류를 형성한다.

3. 광전 변환 효율: 광전 변환 효율은 표준 조명 하에서 태양 전지 표면에 입사되는 빛에 의해 조명되는 빛 에너지에 대한 단위 시간당 태양 전지에서 생성되는 전기 에너지의 비율을 나타냅니다. 정황. 태양전지의 성능을 평가하는 중요한 지표 중 하나이다. 현재 단결정 실리콘의 광전 변환 효율은 23% 이상, 다결정 실리콘의 광전 변환 효율은 18% 이상에 도달했습니다.

4. 영향 요인: 광전 변환 효율은 빛의 강도, 스펙트럼 분포, 온도, 오염 물질 등을 포함한 다양한 요인의 영향을 받습니다. 그 중 광도와 스펙트럼 분포는 광전 변환 효율에 영향을 미치는 주요 요소입니다. 또한, 온도는 광전 변환 효율에도 영향을 미칩니다. 온도가 증가하면 광전지의 개방 회로 전압이 감소하여 광전 변환 효율에 영향을 미칩니다.