페로브스카이트: 풍부하고 저렴하며 인쇄 가능한 태양전지 시연, 전력 생산 준비 완료

2023년 5월 31일 David Beynon 작성

전 세계의 실험실이 경쟁을 벌이고 있습니다.인쇄 가능한 페로브스카이트 태양전지는 풍부하게 생산되고 매우 얇아서 거의 모든 것을 감쌀 수 있습니다. . 상대적으로 크고 깨지기 쉬운 일반적인 실리콘 셀에 비해 큰 장점입니다. 그리고 페로브스카이트는 생산 비용이 훨씬 저렴합니다.스완지 대학교의 데이비드 베이넌 플라스틱 필름 롤을 인쇄기에 넣어 전력을 생산할 준비가 된 페로브스카이트 태양전지를 생산하는 방법을 보여주는 연구 결과가 나와 있습니다. 페로브스카이트 층은 다음과 같아야 하기 때문에 공학적 과제입니다.50~500나노미터 두께 . 팀은"슬롯다이 코팅 공정" 원래 사진 필름 생산에 사용되었던 확립된 산업 기술입니다. 그만큼전력 변환 효율 10%좋지만 상용 실리콘과 일치하려면 17%까지 상승해야 합니다.그 수치를 개선하는 방법은 이미 잘 알려져 있습니다. , 고성능 페로브스카이트 화학을 기반으로 하는 Beynon은 말합니다. 그만큼페로브스카이트 태양전지의 수명 안정성도 연장되어야 함 , 화학, 장치 설계, 보호 코팅 및 적층 차단 필름의 조합을 통해. 그러나 인쇄 공정의 문제가 해결되어 규모 확대의 길을 닦은 것으로 보입니다. 페로브스카이트 태양전지에 대한 진지한 연구는 최근인 2012년에 시작되었습니다. 이는 이 중요한 분야의 혁신 속도를 보여주는 또 다른 예입니다.

실리콘 태양전지 태양으로부터 전기를 생산하는 확립된 기술입니다. 그러나 그들은생산하는 데 많은 에너지가 필요하고 단단하며 깨지기 쉽습니다..

그러나 새로운 종류의 태양전지가 그 성능에 부응하고 있다. 게다가 이제 특수 잉크를 사용하여 인쇄할 수 있으며 고르지 않은 표면에도 유연하게 감쌀 수 있습니다.

우리는 페로브스카이트로 만든 세계 최초의 말아서 인쇄할 수 있는 태양전지를 개발했습니다., 물질은실리콘보다 생산 비용이 훨씬 저렴합니다. . 효율성도 향상시킬 수 있다면 이는 다음과 같은 가능성을 나타냅니다.이전보다 훨씬 더 큰 규모로 더 저렴한 태양전지를 만들 수 있습니다..

우리가 인식하고 있는 실리콘 태양전지는 상당한 한계를 갖고 있다. 우리의 필요를 충족시키기에 충분하다면 우리는2050년까지 재료가 고갈될 수 있다 . 그래서 우리에게는 새롭고 많은 것이 필요합니다. 그 격차를 메우기 위해 페로브스카이트 태양전지가 등장하고 있다.

전통적인 실리콘 태양전지판은 단단하고 깨지기 쉽습니다. / 이미지: AlyoshinE/Shutterstock

페로브스카이트는 무기성분과 유기성분으로 이루어진 결정구조로,17~18세기 러시아 광물 전문가 레프 페로브스키(Lev Perovski)의 이름을 따서 명명되었습니다..

피에로브스카이트 태양전지는 2012년 연구실에 처음 등장했습니다.두 가지 요인으로 인해 연구자들의 관심을 끌었습니다.햇빛을 전기로 바꾸는 능력, 그리고잉크의 조합으로 이를 생성할 수 있는 가능성.

연구실에서는 산소와 수분이 완전히 제거된 환경에서 고도로 통제된 생산 방식을 사용하여,페로브스카이트 태양전지는 이제 실리콘 태양전지의 발전량과 맞먹을 수 있다 . 이는 놀라운 성과입니다.

그러나 실리콘을 사용하지 않는 값싼 페로브스카이트 태양전지는아직 상업적인 규모로 생산되지는 않음 . 그렇다면 일반 포장 인쇄에 사용하는 것과 동일한 종류의 공정을 사용하여 이러한 재료를 생산할 수 있다면 어떨까요?

내 동료들과 나는 최근에 그것을 입증했습니다.플라스틱 필름 롤을 인쇄기에 넣으면 작동하는 페로브스카이트 태양전지가 반대쪽 끝에 나타납니다. . 그러나 데스크탑 프린터에 잉크를 붓는 것만큼 간단하지는 않습니다.

우선, 과학자들은 기록적인 효율성을 달성하려면