양면 또는 양면 태양전지의 역사 - 이미지: Xpert.Digital / Sunward Art|Shutterstock.com
실리콘 태양전지는 벨 연구소에서 근무하던 1946년 러셀 올(Russell Ohl)이 처음으로 특허를 얻었고 1954년 같은 연구 시설에서 풀러(Fuller), 채핀(Chapin), 피어슨(Pearson)에 의해 공개적으로 시연되었습니다. 그러나 이러한 초기 제안은 단면 셀이었으며 뒷면이 활성화되도록 의도되지 않았습니다.
이론적으로 제안된 최초의 양면 태양전지는 Hayakawa Denki Kogyo Kabushiki Kaisha(Hayakawa Electric Industry Co. Ltd.)에서 근무했던 Hiroshi Mori가 1960년 10월 4일 우선권을 부여한 일본 특허에서 찾을 수 있습니다. 오늘날의 Sharp Corporation으로. 제안된 셀은 두 개의 반대쪽 가장자리에 접촉 전극이 있는 PNP 이중 셀 구조였습니다.
그러나 양면 태양 전지 및 패널의 첫 시연은 소련 우주 프로그램의 일환으로 군용 LEO 우주 정거장 Salyut 3(1974) 및 Salyut 5(1976)에서 수행되었습니다. 이러한 양면 태양전지는 Bordina et al.에 의해 개발되었습니다. 모스크바의 VNIIT(All Union Scientific Research Institute of Energy Sources)에서 개발 및 제조되었으며, 이 회사는 1975년 러시아 태양전지 제조업체인 KVANT가 되었습니다. 1974년에 이 팀은 최대 크기가 1mm x 1mm x 1mm이고 직렬로 연결되어 100개의 셀/cm2를 제공하는 미니 평행 파이프 형태의 셀을 제안하는 미국 특허를 출원했습니다. 오늘날의 BSC와 마찬가지로 그들은 빛을 받는 표면 중 하나 근처에 isotypic 화합물 pp+를 사용할 것을 제안했습니다. 살류트 3호에서는 총 셀 면적이 24cm2인 작은 실험 패널이 당시 단면 패널에 비해 지구의 알베도로 인해 위성 회전당 에너지 생산량이 최대 34% 증가한 것으로 나타났습니다. Salyut 5 우주정거장 비행 중 양면 패널(0.48m2 - 40W)을 사용하여 17~45%의 이득이 관찰되었습니다.
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이러한 러시아 연구와 병행하여 철의 장막 반대편에서는 안토니오 루케(Antonio Luque) 교수가 이끄는 마드리드 공과대학 정보통신공학부의 반도체 연구실이 산업적으로 적용 가능한 개발을 위한 종합적인 연구 프로그램을 독자적으로 수행하고 있다. 양면 태양전지. Mori의 특허와 우주선의 VNIIT-KVANT 프로토타입은 표면에 금속 격자가 없는 작은 셀을 기반으로 하여 복잡하게 연결되어 초기 단계보다 마이크로 전자 장치 스타일에 더 가깝지만 Luque는 두 개의 스페인 특허를 보유하게 됩니다. 1976년과 1977년에 그리고 1977년에 미국에서 하나가 있었는데, 이는 현대 양면 세포의 전신이었습니다. Luque의 특허는 실리콘 웨이퍼당 하나의 셀로 BSC를 제안한 최초의 특허였으며, 당시와 오늘날에도 양면에 금속 그리드가 있는 단면 셀의 경우와 같습니다. 그들은 npp+ 구조와 pnp 구조를 모두 고려했습니다.
반도체 실험실에서 BSC의 개발은 트리플 접근 방식으로 해결되었으며, Andrés Cuevas (1980), Javier Eguren (1981) 및 Jesús Sangrador (1982)가 쓴 3 개의 박사 학위를 초래했으며 Dr. 같은 그룹의 가브리엘 살라. Cuevas의 박사 학위 논문은 1976 년 Luque의 첫 번째 특허 건설로 구성되었으며, 이는 트랜지스터와 유사한 NPN 구조로 인해 "트랜스 셀리"라고 불 렸습니다. 그의 논문에서, Egure는 1977 년부터 Luque의 두 번째 특허를 NPP+Doting 프로파일로 시연했으며, 여기서 PP+동위 원소는 세포 옆 옆에있는 PP+동위 원소 전이가 태양 세포 기술에서 일반적으로 "백 표면 필드"(BSF)를 생성합니다. 이 작업은 여러 출판물과 추가 특허로 이어졌습니다. 특히, 이미 터 전이 (전면 PN 전이)에서 전압의 감소가 리어 등방성 전이의 전압 증가에 의해 보상되는베이스에서의 p- 도핑을 감소시키는 유리한 효과는 소수의 소수의 확산 길이가 가능해지면서, 이는 바이 피어의 전기 부과를 증가시킨다. 마드리드 기술 대학의 산 랑 드래 도르의 논문 및 제 3 개발 경로에서, So -Called Vertical, Edge -Lit 다중 태양 전지가 제안되었는데, 여기에는 P+ NN+가 줄로 쌓여 가장자리에 의해 조명되어 전기 추출을 위해 표면 금속 그릴이 필요하지 않은 높은 전압 셀입니다.
양면 태양전지의 주요 장점
추가적인 발전 이득: P 태양전지에 비해 N 태양전지는 효율성을 크게 높이는 경향이 있습니다. 양면 태양전지는 양면 발전 용량과 더 높은 시스템 효율성으로 인해 더 넓은 적용 범위를 갖게 되며 특히 눈이 많이 내리는 지역과 지붕, 울타리, 방음벽과 같은 분산 발전 시스템에 적합합니다.
셀 후면 효율성은 19% 이상에 도달할 수 있으며 입사 백라이트를 사용하여 시스템의 발전 용량을 향상할 수 있으며 단위 면적 용량은 최대 10%~30% 증가합니다.
양면 셀 기술이 적용된 유리 모듈을 사용하면 빛이 모듈의 앞면과 뒷면 모두에서 포착됩니다. 빛의 사용을 늘리면 모듈의 효율이 높아집니다. 모듈의 후면 활성을 통해 최대 360Wp의 총 전력을 얻을 수 있습니다(전면에서만 290Wp/총 320~360Wp).
효율성 이득은 방사선 상황(대기 및 배경)에 따라 달라집니다.
양면 태양광 모듈을 갖춘 태양광 시스템 - 예시
1979년 반도체 연구실을 IES-UPM(Institute of Solar Energy)으로 전환하고 루케(Luque)를 초대 소장으로 맡아 21세기 첫 10년까지 양면 태양전지에 대한 집중적인 연구를 이어갔다. , Adriano 태양 에너지 연구소의 두 명의 브라질 대학원생은 Moehlecke를 개발 및 생산했으며 Izete Zanesco는 Luque와 함께 전면에서 18.1%, 후면에서 19.1%의 성능을 발휘하는 양면 태양 전지를 개발했습니다. 양면 기록은 103%입니다(당시 단면 셀의 기록 효율은 22% 미만이었습니다).
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