태양광 셀 기술, 관련 손실 메커니즘 및 태양광 셀 효율 향상 전략에 대한 종합 평가

최첨단 태양광 셀 기술, 신소재, 손실 메커니즘 및 성능 향상 기법에 대한 심층 평가가 이 기사에 제시됩니다. 본 연구에서는 실리콘(Si) 및 그룹 III-V 소재, 리드 할라이드 페로브스카이트, 지속 가능한 칼코겐화물, 유기 태양광 및 염료 감응형 태양 전지가 포함됩니다. 이러한 측면에서 그래핀 및 메타물질을 이용한 유망한 구조적 발전이 강조됩니다. 연구는 단일 접합 태양 전지에서의 고유 및 외재적 손실을 포함한 다양한 유형의 손실도 포괄합니다. 또한 빛 관리 및 스펙트럼 활용과 같은 효율 향상 기법을 평가합니다. Si 기반 태양광 전지의 효율성은 약 25%에 도달했지만, III-V 화합물 반도체 기반 다중 접합 태양 전지의 효율성은 증가하고 있습니다. 그러나 III-V 화합물 반도체의 높은 재료 비용은 단점입니다. 게다가 CIGS 및 CdTe 태양광 기술은 최근의 셀 성능 향상 덕분에 결정형 태양 전지와 경쟁하고 있지만, 환경 문제와 CdTe 태양 전지의 낮은 개방 회로 전압은 여전히 도전 과제로 남아 있습니다. 반면, 페로브스카이트 태양 전지는 단일 및 다중 접합 배치 모두에서 매우 효율적입니다. 페로브스카이트 태양 전지를 산업화할 때 해결해야 할 문제로는 장치 열화, 히스테리시스 및 필름 품질이 있습니다.