다기능 태양 전지가 더 효율적입니다. 실험실에서 최대 40%의 효율에 도달 할 수 있습니다. 단일 정밀 셀은 일반적으로 실제 사용에서 19-25%를 얻습니다. 아래 표는 두 유형의 최신 효율 수를 보여줍니다.
| 태양 전지 유형 | 효율 범위 (상업) | 효율 범위 (실험실) |
|---|---|---|
| 단일 조정 실리콘 세포 | 19-25% | 최대 26.7% |
| 다기능 세포 | ~ 40% (제한된 상업용 사용) | 47% 이상 (실험실, 집중) |
태양 전지가 얼마나 잘 작동하는지는 필요한 것에 달려 있습니다. 특별한 직업에 대한 최고의 효율성을 원한다면 다기능 태양 전지를 선택하십시오. 가정이나 비즈니스를 위해 더 저렴한 태양 광 발전을 원한다면 단일 접합 셀이 좋은 선택입니다.
다기능 태양 전지에는 더 많은 햇빛을 잡을 수있는 많은 층이 있습니다. 그들은 단일 접합 세포보다 더 잘 작동합니다. 그들은입니다 우주 와 강한 햇빛에 좋습니다.
단일 정밀 태양 전지는 비용이 적고 간단합니다. 사람들은 집과 사업에서 많이 사용합니다. 그들은 가격, 힘 및 꾸준한 작업의 좋은 혼합입니다.
다기능 셀은 거친 장소와 많은 방사선이있는 곳에서 가장 잘 작동합니다. 비용이 많이 들고 일반 옥상에서 많이 사용되지 않습니다.
단일 법정 세포는 날씨와 햇빛이 변하는 것과 잘 어울립니다. 그들은 대부분의 야외 용도와 대형 태양 광 농장에 좋습니다.
이 세포들 사이를 따는 것은 돈, 햇빛 및 필요한 것에 달려 있습니다. 단일 정책 셀은 대부분의 사람들에게 가장 좋습니다. 고효율이 필요한 경우 다기능 셀이 가장 좋습니다. 특별 용도.
다기능 태양 전지는 고효율로 알려져 있습니다. 그들은 다른 재료로 만든 여러 층이 있습니다. 각 층은 햇빛의 특정 부분을 차지합니다. 이것은 단일 접합 태양 전지보다 더 많은 에너지를 수집하는 데 도움이됩니다. 2023 년 Fraunhofer ISE와 Amolf의 과학자들은 새로운 기록을 세웠습니다. 그들의 다기능 태양 전지가 도달했습니다 36.1% 효율성 . 실험실의 그들은 갈륨 인듐 포스 파이드와 갈륨 인듐 아르 세나이드 포스 파드를 갖는 실리콘 탑 콘 세포를 사용했다. 특수한 금속 및 폴리머 코팅은 더 많은 빛을 포획하는 데 도움이되었습니다. 이것은 이전의 다른 실리콘 기반 다기능 태양 전지보다 세포를 더 효율적으로 만들었습니다.
다기능 태양 전지는 이론적으로 더 나을 수 있습니다. 3 개의 교차점을 사용하면 약 48.8%의 효율에 도달 할 수 있습니다. 더 많은 레이어를 추가하면 더 나아질 수 있습니다. 6 개의 정밀 세포는 최대 54%를 얻을 수 있습니다. 많은 레이어를 사용하고 햇빛에 초점을 맞추면 효율성이 65%를 넘어갈 수 있습니다. 그러나 실제적으로는 재료 품질 및 온도와 같은 것들이 결과가 줄어 듭니다.
| 교차점 수 | 이론적 최대 효율 (상세 균형) | 실용 효율성 제한 | 주요 제한 요인 |
|---|---|---|---|
| 무한대에 접근 | > 65% (농도 없음),> 85% (농도 포함) | N/A | 이상적인 조건, 광학 또는 상호 연결 손실이 없습니다 |
| 3 | ~ 48.8% | ~ 48.8% (한계의 97%) | 낮은 밴드 갭 (~ 0.9 eV) 바닥 셀 재료의 가용성 |
| 4 | ~ 51.2% | ~ 51.2% (한계의 96%) | 스펙트럼 변동은 직렬 연결에서 현재 불일치를 일으키는 스펙트럼 변동 |
| 5 | ~ 52.8% | ~ 52.8% (한계의 94%) | 광학 손실, 경제적 제약은 ≤5 접합을 선호합니다 |
| 6 | ~ 54.0% | ~ 54.0% (한계의 93%) | 온도 변화, 불완전한 광학, 스펙트럼 불일치 |
다기능 태양 전지는 특수 재료를 사용합니다. 일부 예는 갈륨 인듐 포스 파이드, 갈륨 인듐 아르 세나이드 포스 파드 및 실리콘이다. 이 재료는 각 층이 햇빛의 다른 부분을 취하는 데 도움이됩니다. 햇빛을 나누면 에너지가 줄어 듭니다. 이것은 단일 접합 태양 전지보다 훨씬 더 효율적입니다. 트리플 접합 셀이 얻을 수 있습니다 40% 이상의 효율성 . 집중된 햇빛으로 6 개의 정밀 세포는 실험실에서 47% 이상에 도달했습니다. 더 많은 햇빛을 사용할 수 있다는 것은 그들이 잘 작동하는 이유입니다.
단일 정밀 태양 전지에는 햇빛에 걸릴 층이 하나뿐입니다. 대부분은 결정질 실리콘으로 만들어집니다. 이 세포는 오늘날 태양 전지판의 약 95%에 사용됩니다. Shockley-Queisser 한계라는 제한이 얼마나 좋은지에 대한 한계가 있습니다. 실리콘의 경우이 한도는 거의 없습니다 33.7% . 구입할 수있는 대부분의 단일 조정 태양 전지는 19-25% 효율적입니다. 몇 가지 특별한 유형 갈륨 아르 세나이드 세포가 도달 할 수 있습니다 최대 25.5 % 그러나 이들은 더 많은 비용이 들며 실리콘 세포만큼 흔하지 않습니다.
| 재료 사용법 | 단일 접합 태양 전지의 | 전형적인 효율 범위 | 비용 및 기타 메모 |
|---|---|---|---|
| 결정질 실리콘 (SI) | 가장 일반적인 (~ 95%의 모듈 판매) | 약 15-20% 전형적인; 고효율 | 저렴한 비용, 풍부한, 긴 수명 (25 세 이상) |
| 갈륨 아스 네드 (GAAS) | 덜 일반적이지만 중요합니다 | 일반적으로 20-25%, 최대 ~ 24.3-25.5%의 발전 | 가혹한 조건에서 더 높은 비용, 효율성, 더 높은 효율성 |
| 비정질 실리콘 (A-Si-H) | 덜 일반적인 박막 기술 | 결정질 Si보다 낮습니다 | 다목적이지만 덜 효율적입니다 |
| 카드뮴 텔루 라이드 (CDTE) | SI 이후 가장 흔한 얇은 필름 | Si보다 낮습니다 | 비용 효율적인 제조, 덜 효율적입니다 |
| 구리 인듐 갈륨 디 셀레 나이드 (CIGS) | 박막, 신흥 기술 | 높은 실험실 효율성이지만 복잡한 제조 | SI보다 더 많은 보호가 필요합니다 |
| 페 로브 스카이트 | 신흥 얇은 필름 기술 | 실험실 효율성은 3% (2009)에서> 25% (2020)로 향상되었습니다. | 여전히 내구성과 제조 방법을 개발하고 있습니다 |
| 유기농 광전지 (OPV) | 떠오르고 유연한 응용 프로그램 | 결정질 Si보다 약 절반이 효율적입니다 | 수명이 짧고 잠재적으로 저렴한 비용 |
| 양자점 | 실험 | 현재 낮은 효율성 | 쉽게 만들 수 있고 사용자 정의 가능한 밴드 갭 |
Shockley-queisser 한계는 1961 년에 설정되었습니다. 단일 접합 태양 전지가 햇빛의 약 1/3 이상을 전기로 돌릴 수없는 이유를 설명합니다. 한 층이 햇빛의 모든 에너지를 사용할 수 없기 때문입니다. 일부 빛에는 전기를 만들기에 충분한 에너지가 없습니다. 일부는 너무 많고 열로 변합니다. 과학자들은 여전히 단일 항목 태양 전지를 개선하기 위해 노력하고 있습니다. 그러나 대부분의 제품은 여전히 가능한 최고의 효율성보다 낮습니다.
다기능 및 단일 접합 태양 전지는 실험실 밖에서 다르게 작동합니다. 다기능 태양 전지는 힘든 조건을 처리하는 데 더 좋습니다. 이것은 우주 임무와 위성에 좋습니다. 그러나 햇빛이 같은 방식으로 모든 레이어에 도달하지 않으면 효율성이 떨어질 수 있습니다. 테스트에 따르면 고르지 않은 햇빛이 할 수 있습니다 출력을 40% 이상 낮추십시오 . 햇빛을 더 잘 확산 시키면 효율성이 약 22%에서 37%로 증가 할 수 있습니다. 핫스팟과 온도 변화도 성능을 해칠 수 있습니다. 신중한 디자인은 이러한 문제를 해결하는 데 도움이 될 수 있습니다.
단일 정책 태양 전지, 특히 실리콘 세포는 대부분의 야외 장소에서 잘 작동합니다. 그들의 효율성은 정상적인 조건에서 꾸준히 유지됩니다. 그러나 우주에서와 같이 높은 방사선에서 다기능 세포보다 빠르게 마모 될 수 있습니다. 재료의 품질과 세포가 어떻게 만들어지는지는 많은 문제가 있습니다. 셀의 밴드 갭과 햇빛 사이의 일치는 그들이 얼마나 잘 작동하는지에도 영향을 미칩니다.
많은 것들이 두 유형의 성능 차이에 영향을 미칩니다.
다기능 태양 전지에서 각 층의 전압 및 품질이 중요합니다.
다기능 태양 전지에 층 간의 전류 일치가 필요합니다.
특히 복잡한 세포에서 재료 품질은 손실을 유발할 수 있습니다.
디자인은 최상의 결과를 얻으려면 햇빛 스펙트럼과 일치해야합니다.
터널 접합 및 저항은 특히 집중된 햇빛으로 성능을 낮출 수 있습니다.
더 나은 제조업은 실험실과 실제 결과 사이의 격차를 해소하는 데 도움이 될 수 있습니다.
참고 : 다기능 태양 전지는 햇빛의 더 많은 부분을 사용하기 때문에 더 효율적입니다. 각 층은 다른 부분을 차지하므로 에너지가 줄어 듭니다. 이것은 특히 빛이 제어되거나 집중 될 때 단일 접합 태양 전지에 비해 이점을 제공합니다.
다기능 태양 전지입니다 힘든 일에 사용됩니다 . 그들은 가볍고 강하기 때문에 우주에서 잘 작동합니다. 엔지니어들은 위성과 화성 로버에 넣습니다. 이 세포는 강한 방사선과 큰 온도 변화를 처리 할 수 있습니다. 그들의 가벼운 무게는 우주로 물건을 보낼 때 돈을 절약하는 데 도움이됩니다.
지구에서는 다기능 태양 전지가 CPV 시스템에 사용됩니다. 이 시스템은 거울이나 렌즈를 사용하여 햇빛에 초점을 맞 춥니 다. 집중된 빛은 일반 햇빛보다 훨씬 강합니다. 이것은 세포가 작은 지역에서 더 많은 전기를 만들 수있게합니다. 그들은 많은 힘이 필요하지만 공간이 거의없는 프로젝트에 좋습니다.
참고 : 다기능 태양 전지는 일반 태양 전지판에서는 일반적이지 않습니다. 그들은 비용이 많이 들고 만들기가 어렵습니다. 사람들은 최저 가격이 아니라 최고의 성능이 필요할 때 사용합니다.
다기능 태양 전지를위한 일반적인 응용 :
우주선 및 위성
화성 로버 임무
농축 태양 광 (CPV) 발전소
가혹한 환경에서 고성능 틈새 에너지 시스템
이 세포는 방사선 취급에 매우 능숙합니다. 그들은 또한 뜨거울 때 잘 작동합니다. 이것은 단단한 장소에 좋지만 지구상에서는 많이 사용되지 않습니다.
단일 정밀 태양 전지는 대부분의 가정과 비즈니스에서 사용됩니다. 단결정 실리콘 세포는 많은 옥상과 태양 광 농장에 있습니다. 그들은 저렴하고 오래 지속되며 잘 작동하기 때문에 인기가 있습니다.
사람들은 유연한 패널과 충전기에 단일 접합 태양 전지를 사용합니다. 일부 우주 장치도 사용합니다. 공간에서 엔지니어는 때때로 갈륨 아르 세 나이드와 같은 단일 접합 III-V 세포를 선택합니다. 이 세포는 잘 작동하며 공간 조건을 처리 할 수 있습니다.
| 기술 유형 | 효율성 범위 (광고) | 옥상 설치를위한 주요 장점 | 주거/상업용 옥상에 적합합니다. |
|---|---|---|---|
| 단일 정책 실리콘 | 15-23% (일부 실험실> 24%) | 백 접점은 배선을 뒤로 이동하고, 가벼운 캡처를 향상시키고, 제한된 공간에서 성능 향상, 부분 음영, 가혹한 날씨 | 주거용 옥상에 매우 적합한 지배적 인 기술 |
| 탠덤 (실리콘 + 페 로브 스카이 트) | 35% 접근 (R & D 단계) | 동일한 지붕 면적에서 더 높은 에너지 수율, 공간 제한/음영 환경에서 더 나은 | 향후 옥상 용도로 유망한 새로운 기술 |
| 페 로브 스카이트 단일 판결 | 약 30% 가까이 | 고효율, 탁월한 온도 성능, 낮은 제조 비용, 유연성 및 경량 | 주거 및 상업용 옥상의 잠재력, 여전히 성숙 기술 |
| 다기능 세포 | 47% 이상 (실험실) | 매우 높은 효율이지만 비용이 많이 들고 복잡합니다 | 옥상에는 일반적이지 않은 특수 응용 프로그램으로 제한됩니다 |
단일 정밀 태양 전지는 쉽게 만들고 사용하기 쉽습니다. 그들은 신뢰할 수 있고 비싸지 않습니다. 그들의 단순한 디자인은 공장이 많은 것을 만드는 데 도움이됩니다. 대부분의 사람들은 많은 곳에서 일하기 때문에 지붕을 위해이 세포를 선택합니다.
얼마나 많은 태양 전지 비용과 얼마나 많은 시간을 만들 수 있는지가 중요합니다. 단일 정밀 태양 전지, 특히 실리콘 세포는 저렴합니다. 공장은 한 번에 많은 것을 만들 수 있으므로 가격이 낮아집니다. 그들은 간단한 부품과 공통 재료를 사용합니다.
다기능 태양 전지는 만들기가 더 어렵습니다. 그들은 갈륨 무 세나이드 및 게르마늄과 같은 특별한 계단과 희귀 물질이 필요합니다. 특별한 도구와 깨끗한 객실이 필요합니다. 이것은 비용을 더 많이 만듭니다. 그들이 만들기가 어렵 기 때문에 공장은 많은 것을 만들 수 없습니다.
| 측면 | 단일 접합 실리콘 태양 전지 | 전통적인 다기능 태양 전지 |
|---|---|---|
| 능률 | 15-20% | 40%이상, 이론적으로 최대 50% |
| 제조 비용 | 비교적 낮은 산업 표준 | 매우 높은, 틈새 응용 프로그램 (예 : 위성)에 제한 |
| 확장 성 | 저비용과 제조 된 제조로 인해 높은 | 대규모 배치를위한 저렴한 비용-비약 |
| 제조 혁신 | 표준 실리콘 웨이퍼 처리 | 다른 반도체의 복잡한 레이어링 |
| 시장 영향 | 상업용 태양 전지판에 널리 사용됩니다 | 전문화 된 고비용 응용 프로그램으로 제한됩니다 |
| 볼륨으로 비용 추세 | 비용은 규모에 따라 감소합니다 | 복잡성으로 인해 비용이 많이 유지됩니다 |
팁 : 다기능 태양 전지를 만드는 새로운 방법은 가격을 낮출 수 있습니다. 이것은 더 많은 사람들이 미래에 이러한 고효율 셀을 사용하는 데 도움이 될 수 있습니다.
다기능 태양 전지는 햇빛의 변화에 더 민감합니다. 각 층은 빛의 다른 부분을 사용합니다. 햇빛이 변하면 일부 층은 잘 작동하지 않을 수 있습니다. 이것은 총 전력을 낮 춥니 다. 이 세포는 날씨가 변하는 곳에서는 안정적이지 않습니다. 단일 정책 태양 전지는 햇빛 변화를 더 잘 처리하므로 매일 잘 작동합니다.
다기능 태양 전지는 정말 잘 작동합니다. 그들은 각각 햇빛의 다른 부분을 잡을 수있는 많은 층을 가지고 있습니다. 이것은 특히 특별한 장소에서 매우 높은 효율성을 얻는 데 도움이됩니다.
주요 장점 :
실험실에서는 40% 이상 매우 효율적일 수 있습니다.
그들은 더 많은 햇빛을 사용하므로 더 적은 에너지가 낭비됩니다.
그들은 가볍고 강하며 우주에 좋습니다.
그들은 렌즈 나 거울을 사용할 때 강한 햇빛과 잘 어울립니다.
그들은 방사선과 큰 온도 변화를 처리 할 수 있습니다.
그들의 유연한 디자인은 거칠거나 고급 장소에서 도움이됩니다.
주요 단점 :
희귀 한 재료와 어려운 단계 때문에 비용이 많이 듭니다.
특별한 도구와 신중한 작업이 필요합니다.
일부 부품은 더 빨리 마모 될 수 있으므로 오래 지속되지 않을 수 있습니다.
재료를 얻는 문제는 찾기가 어려울 수 있습니다.
그들은 대부분의 지붕이 아니라 우주 나 특별한 태양 광 발전에 가장 적합합니다.
참고 : 과학자들은 이러한 세포를 더 저렴하고 강하게 만들기 위해 노력하고 있습니다. 이것은 앞으로 더 많은 사람들이 그들을 사용하는 데 도움이 될 수 있습니다.
단일 판결 태양 전지는 가정과 비즈니스의 최고 선택입니다. 그들의 단순한 디자인과 입증 된 사용은 쉽고 신뢰할 수있게 만듭니다.
주요 장점 :
그들은 다층 세포보다 제작 및 입는 비용이 적게 들었습니다.
그들의 간단한 모양은 빠르고 쉽게 설정할 수있게합니다.
그들은 잘 작동하고 수년 동안 꾸준히 지냅니다.
강한 재료는 날씨와 피해로부터 안전하게 유지합니다.
사람들은 오랫동안 일해 왔기 때문에 그들을 신뢰합니다.
주요 단점 :
그들 약 33%의 효율을 초과 할 수 없습니다 . 한계로 인해
하나의 층 만 햇빛에 걸리므로 일부 에너지는 열로 변합니다.
그것들은 새로운 세포만큼 구부러 지거나 다른 모양에서 유용하지 않습니다.
그들은 우주 나 다른 힘든 곳에서도 효과가 없습니다.
팁 : 단일 접합 태양 전지는 대부분의 가정, 학교 및 기업에 가장 적합합니다. 그들은 좋은 가격과 얼마나 잘 작동하는지 혼합합니다.
| 기능 | 다기능 태양 전지 | 단일 접합 태양 전지 |
|---|---|---|
| 전형적인 효율 (실험실) | 최대 47% | 최대 27% |
| 전형적인 효율성 (상업) | ~ 40% (특별 용도) | 19–25% |
| 비용 | 높은 | 낮은 |
| 내구성 | 우주에서 좋고 지구에서는 적습니다 | 우수 (25-30 년) |
| 가장 잘 사용됩니다 | 우주, CPV, 특별 프로젝트 | 주택, 사업체, 태양 광 농장 |
| 유연성 | 높음 (가볍고 구부릴 수 있음) | 낮거나 중간 정도 |
| 시장 가용성 | 제한된 | 매우 일반적입니다 |
다기능 또는 단일 접합 태양 전지를 선택하는 것은 필요한 것에 달려 있습니다. 다기능 셀이 가장 효과적입니다 우주 또는 특별 직업 . 그들은 매우 효율적이지만 비용이 많이 들고 희귀 재료를 사용합니다. 단일 판결 셀은 대부분의 가정과 비즈니스에서 더 좋습니다. 그들은 저렴하고 사용하기 쉽고 오래 지속됩니다.
태양 전지판을 선택할 때 사람들은 다음을 생각해야합니다.
그들이 얼마나 많은 돈을 쓰고 싶은지
그들의 지역이 얼마나 많은 햇빛을 얻는 지
지붕이나 공간과 같은 패널을 사용할 것
앞으로 새로운 아이디어는 두 가지 유형 모두 더 나은 작동과 비용이 적게 도울 수 있습니다. 이를 통해 모든 사람이 더 쉽게 사용할 수 있습니다.
다기능 태양 전지 에는 많은 층이 있습니다. 각 층은 햇빛의 다른 부분을 차지합니다. 이것은 그들이 태양으로부터 더 많은 에너지를 얻는 데 도움이됩니다. 단일 정밀 셀은 단 하나의 층을 갖는다. 그들은 모든 햇빛을 사용할 수 없으므로 일부 에너지가 손실됩니다.
대부분의 사람들은 사용합니다 의 단일 정책 실리콘 패널 . 집에서 다기능 셀은 더 비싸고 설치 전문가가 필요합니다. 그들은 대부분의 옥상에 대한 것이 아니라 우주 나 특별 용도에 가장 적합합니다.
공장은 실리콘과 같은 일반적인 재료를 사용하여 단일 접합 세포를 만듭니다. 그들이 만드는 방식은 쉽고 빠릅니다. 이것은 가격을 낮게 유지합니다. 다기능 셀에는 희귀 물질과 신중한 단계가 필요합니다.
다기능 셀은 햇빛이 변할 때도 작동하지 않습니다. 구름은 각 층이 덜 작동하게 할 수 있습니다. 단일 정책 세포는 흐린 날에 더 잘 수행됩니다.
대부분의 단일 조합 패널은 25 ~ 30 년 동안 작동합니다. 다기능 셀은 또한 특히 우주에서 오래 지속됩니다. 지구상에서 얼마나 오래 지속되는지는 어디에서 어떻게 사용되는지에 달려 있습니다.
