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MIT 엔지니어들은 어떤 표면이라도 빠르고 쉽게 전원으로 바꿀 수 있는 초경량 직물 태양전지를 개발했습니다.

사람의 머리카락보다 훨씬 얇고 내구성이 뛰어나고 유연한 태양전지는 튼튼하고 가벼운 천에 접착되어 있어 고정된 표면에 쉽게 설치할 수 있습니다. 이동 중에도 착용 가능한 전력 패브릭으로 에너지를 제공하거나 비상 시 지원을 위해 원격 위치로 이동 및 신속하게 배치할 수 있습니다. 이는 기존 태양광 패널 무게의 100분의 1이고, 킬로그램당 18배 더 많은 전력을 생산하며, 향후 대규모 제조로 확장할 수 있는 인쇄 공정을 사용하는 반도체 잉크로 만들어집니다.

매우 얇고 가볍기 때문에 이러한 태양전지는 다양한 표면에 적층될 수 있습니다. 예를 들어, 보트의 돛에 통합되어 해상에서 전력을 공급할 수도 있고, 재해 복구 작업에 배치되는 텐트와 방수포에 부착할 수도 있고, 비행 범위를 확장하기 위해 드론의 날개에 적용할 수도 있습니다. 이 경량 태양광 기술은 최소한의 설치만으로 건축 환경에 쉽게 통합될 수 있습니다.

"새로운 태양전지 기술을 평가하는 데 사용되는 지표는 일반적으로 전력 변환 효율성과 와트당 비용으로 제한됩니다. 마찬가지로 중요한 것은 통합성, 즉 새로운 기술을 쉽게 적용할 수 있는 것입니다. 경량 태양광 직물 통합성을 활성화하여 현재 작업에 대한 자극을 제공합니다. 우리는 새로운 무탄소 에너지원을 배포해야 하는 현재의 긴급한 필요성을 고려하여 태양광 채택을 가속화하기 위해 노력하고 있습니다."라고 Organic and MIT.nano의 이사이자 해당 작업을 설명하는 새로운 논문의 수석 저자인 Nanostructured Electronics Laboratory(ONE Lab).

논문에 Bulović와 합류한 공동 저자는 MIT의 전기 공학 및 컴퓨터 과학 대학원생인 Mayuran Saravanapavanantham입니다. MIT 전자 연구소의 연구 과학자인 Jeremiah Mwaura도 있습니다. 이 연구는 오늘 Small Methods에 게재되었습니다.

슬림해진 태양광

기존의 실리콘 태양전지는 깨지기 쉬우므로 유리로 포장하고 무겁고 두꺼운 알루미늄 프레임으로 포장해야 하므로 배치할 수 있는 장소와 방법이 제한됩니다.

6년 전, ONE Lab 팀은 너무 가벼워서 비누방울 위에 올려놓을 수 있는 새로운 종류의 박막 소재를 사용하여 태양전지를 생산했습니다. 그러나 이러한 초박형 태양전지는 복잡한 진공 기반 공정을 사용하여 제작되었으며, 이는 비용이 많이 들고 규모 확장이 어려울 수 있습니다.

이 연구에서 그들은 잉크 기반 재료와 확장 가능한 제조 기술을 사용하여 완전히 인쇄 가능한 박막 태양 전지를 개발하기 시작했습니다.

태양전지를 생산하기 위해 그들은 인쇄 가능한 전자 잉크 형태의 나노물질을 사용합니다. MIT.nano 클린룸에서 작업하면서 그들은 슬롯 다이 코터를 사용하여 태양 전지 구조를 코팅합니다. 슬롯 다이 코터는 두께가 3미크론에 불과한 준비된 이형 기판 위에 전자 재료 층을 증착합니다. 스크린 인쇄(실크스크린 티셔츠에 디자인을 추가하는 방법과 유사한 기술)를 사용하여 구조에 전극을 증착하여 태양광 모듈을 완성합니다.

그런 다음 연구원들은 두께가 약 15 마이크론인 인쇄된 모듈을 플라스틱 기판에서 벗겨 초경량 태양광 장치를 형성할 수 있습니다.