[태양광] 태양광 광흡수 스펙트럼

태양광 광흡수 스펙트럼

 

안녕하세요. 태양광 윤대리입니다.

오늘은 태양전지가 흡수하는 파장의 영역대에 대해서 간략하게 설명하려 합니다.

 

 

 

 

---

모든 에너지는 파장을 가지고 있습니다. 빛도 마찬가지죠.

예를 들어, 형광등은 가시광선에 해당하는 파장을 가지고 있죠.

이 파장을 그래프로 가시화 한 것을 '스펙트럼' 이라고 합니다.

무지개의 색깔이 다른 이유도, 스펙트럼에 의한 파장의 차이라 볼 수 있습니다.

 

 

 

■ 태양빛의 파장은 어떻게 될까요?

형광등보다도 더 넓은 스펙트럼을 나타냅니다.

 

▽ 아래 사진을 보면,

출처 : researchgate, Ashkan Vakil

검은색 : 대기권 밖에서의 태양빛 스펙트럼

빨간색 : 지표면에서의 태양빛 스펙트럼

파란색 : 10m 수심에서의 태양빛 스펙트럼

 

빨간색의 스펙트럼이, 우리가 실제로 알고있는 태양빛의 파장입니다.

200nm~4000nm에 해당합니다.

일부 자외선영역, 가시광선영역, 적외선 영역을 포함합니다.

 

 

 

■ 그럼, 태양전지는 어느 영역을 흡수할 수 있을까요?

 

▽아래 그림을 보면,

출처 :  Dr. F. Liu

빨간색은 지표면에서 확인할 수 있는 태양광 스펙트럼입니다.

파란색은 태양전지의 흡수 스펙트럼 영역입니다.

300nm~1100nm에 해당합니다.

일부 자외선영역, 가시광선 영역, 일부 적외선 영역에 해당합니다.

해당면적을 비교해보면 60%에 불과합니다. 나머지 40%는 버려지게 되는 것이죠.

 

 

 

 

 

---

태양전지 연구원들은 흡수 스펙트럼이 더 넓은 소재를 찾기 위해서 연구하고 있습니다. 하지만,

가격, 수명, 강도 등의 문제로 아직까지 실리콘을 대신해서 대중화 시킬 수 있는 소재는 찾지 못했습니다.

저희 교수님께서는 '더이상 효율을 높일 순 없다. 얼마나 값싸게 생산해 내는지가 관건이다.' 라고 하셨습니다.

 

단결정 실리콘 태양전지는 변환효율이 21~22%정도 됩니다.

생각보다 낮죠?

다음 블로그에는 태양전지의 변환효율이 낮은 이유, 효율을 높일 수 있는 방법에 대해 알아보겠습니다.

 

읽어주셔서 감사합니다.

[태양광관련] AM(air mass)에 대해서

[태양광관련] 일사량과 일조량의 차이는?