파장 구분

가시광선: 인간이 볼 수 있는 파장 범위(380-780nm). 이 범위의 빛을 '가시광선'이라고 부름.

자외선: 380nm 이하의 파장. 주로 곤충들이 꽃의 꿀을 구별하는 데 사용.

적외선: 780nm 이상의 파장. 뱀이나 모기가 열을 감지하는 데 사용.

실리콘 태양전지

효율: 현재 주로 사용되는 태양전지로, 약 26% 효율을 기록함.

제작 과정: 1400도 이상의 고온에서 제조되며, 두께는 200-300μm로 부서지기 쉽고 불투명함.

내구성: 25년 이상의 긴 수명을 자랑하지만, 무게와 두께로 인해 설치가 불편할 수 있음.

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페로브스카이트 태양전지

역사: 19세기 러시아의 레브 페로브스키에서 유래. 2009년 일본의 미야자카 교수 연구팀이 태양전지에 적용함.

특징: 가시광선을 광범위하게 흡수하며, 100도 이하의 낮은 온도에서 제조 가능. 두께는 0.3μm로 매우 얇고, 투명한 성질.

장점: 잉크젯 프린팅 방식으로 대량 생산이 가능하여 생산 비용이 저렴함.

효율 문제: 초기 효율은 3.8%에 불과했으나, 최근 25%까지 상승. 실리콘 태양전지와 비슷한 수준에 도달함.

단점: 습기와 열에 취약하며, 납의 독성이 문제. 하지만 캡슐화 방식으로 일부 단점이 보완됨.

탠덤 구조: 실리콘과 페로브스카이트를 층층이 쌓아 가시광선과 적외선을 모두 활용.

효율 증가: 개별적으로 25-26%의 효율을 내는 두 태양전지를 결합하여 33.9%의 효율을 기록.

이론적 가능성: 최대 44%의 효율 달성이 가능하다고 여겨짐.

창문 및 자동차: 페로브스카이트를 창문이나 자동차 선루프에 적용하여 자연광을 통과시키며 전기를 생산.

휴대용 전원: 텐트와 배낭에 적용하여 야외에서 전원 확보 가능.

자동차 연구: 현대차가 차량 지붕과 창문에 페로브스카이트를 붙여 주행거리를 10-20% 늘리는 연구 진행 중.

드론 및 비닐하우스: 드론의 체공시간 증가 및 비닐하우스에서 작물의 광량 조절과 전기 공급 가능.

선도 기업: 영국의 옥스포드 PV, 미국의 퍼스트솔라 등이 앞서가고 있으며, 일본의 파나소닉과 한화큐셀도 경쟁 중.

결론: 실리콘-페로브스카이트 탠덤 구조로 개발되면서 태양전지 기술의 단점이 줄어들고 장점이 부각되고 있음. 과학기술의 발전을 주의 깊게 살펴볼 필요가 있음.