위 정보는 12월 4일 오전 하노이에서 VinFuture 2024 재단의 과학 기술주간 동안 열린 "지속 가능한 미래를 위한 소재" 세미나에서 발표되었습니다.
호주 뉴사우스웨일스 대학교 첨단 태양광 센터(Center for Advanced Photovoltaics) 창립 이사이자 VinFuture Prize Council 회원인 마틴 그린 교수는 지난 10년 동안 태양 전지 제조 기술이 크게 발전했다고 말했습니다. 패널 효율은 16%에서 21.6%로 향상되었습니다. 태양 전지 제조 기술은 Topcon, HJT, IBC, Perc 등 4가지 주요 유형으로 빠르게 발전하고 있습니다.
마틴 그린 교수.
그에 따르면 실리콘 태양전지는 신뢰성이 높고, 대중적이며, 효율적인 기본 소재입니다. 지난 10년 동안 태양전지 가격은 2009년 와트당 1달러에서 현재 와트당 0.10달러로 급격히 하락했습니다. TOPcon, HJT, IBC, PERC와 같은 첨단 기술 적용 덕분에 태양광 패널의 효율 또한 16%에서 21.6%로 향상되었습니다.
그는 "내년에 세계 에너지 수요가 1테라와트(TW)에 도달함에 따라 저비용 제조가 가능한 실리콘은 계속해서 핵심 역할을 할 것" 이라며, 실리콘이 우수한 소재이기는 하지만 더 높은 성능을 달성하려면 다른 소재와 결합하는 방법을 찾아야 한다고 덧붙였다.
그린 교수에 따르면, 페로브스카이트와 같은 소재를 적층하면 효율을 30%에서 40%까지 높일 수 있다고 합니다. 하지만 결합된 소재는 쉽게 구할 수 있어야 하고, 무독성이어야 하며, 실리콘과 호환되어야 한다는 요건을 충족해야 합니다.
그는 태양 전지용 신소재 개발이 대규모 태양 에너지 응용 분야를 촉진하고 화석 연료 의존도를 낮추며 청정 에너지 미래로 나아가는 데 중요한 요소라고 예측했습니다. "세 번째 에너지 혁명은 태양 에너지 혁명이 될 수 있습니다. 태양 에너지를 전례 없는 고효율과 저비용으로 전기로 변환할 수 있는 신소재가 등장할 것입니다." 라고 그는 말했습니다.
워크숍 개요
영국 케임브리지 대학교의 리처드 헨리 프렌드 경 교수는 태양 전지 생산 시 은 대신 구리와 같은 보다 일반적인 금속으로 전환할 것을 권장합니다. 이는 귀금속 의존도를 줄이고 안정적인 공급원을 확보하는 데 도움이 됩니다.
전문가는 홍콩(중국)의 한 대학을 예로 들며, AI를 적용하여 소재 컴퓨터 시뮬레이션 시간을 단축하고, 실리콘에 다양한 층을 배열하고, 시간을 크게 절약하는 연구 방향을 제시하며, 소재 연구의 지름길을 마련했다고 밝혔습니다. 그는 "저는 연구에서 AI의 역할을 지지합니다." 라고 말했습니다.
태양 에너지의 미래는 소재 개선뿐만 아니라 인공지능(AI) 기술의 적용에도 달려 있습니다. AI는 소재 제품을 시뮬레이션하고, 선별하고, 제조 공정을 최적화하여 시간과 비용을 절감합니다.
마리나 프라이타그 교수.
뉴캐슬 대학(영국) 왕립학회(URF)의 연구원인 마리나 프라이타그 교수는 새로운 소재를 개발할 때는 적응성이 있지만 시간이 지남에 따라 변화하기도 한다고 말했습니다.
그녀는 실리콘과 유사한 성능을 갖추고 재활용성이 우수한 유망한 소재인 페로브스카이트를 결합할 것을 제안합니다. 페로브스카이트를 실리콘과 결합하면 필요한 실리콘 양을 최대 80%까지 줄일 수 있을 뿐만 아니라 생산 효율을 높이고 CO2 배출량과 태양광 패널에 필요한 농경지 면적을 크게 줄일 수 있습니다.
미국 캘리포니아 대학교 응우옌 툭 꾸옌 교수는 전문가들의 의견에 동의하며 AI는 에너지 사용 및 데이터 센터와 함께 고려되어야 한다고 지적했습니다. AI가 효과를 발휘하려면 데이터 표준화와 정보 입력 품질 향상 또한 필수적입니다.
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