태양광 발전기술을 중심으로 본
아시아 재생에너지 발전기술 동향 분석
중국은 태양에너지(그리고 일반적으로는 재생에너지 발전기술도 포함)를 위한 몇 가지 야심 찬 목표를 가지고 있다. 하지만, 중국의 유명한 초만원의 태양광 발전산업(즉, 태양광 발전산업은 현재 중국에서 포화상태에 다다르고 있음)은 최종적으로 규모를 손질하고 정비할 것으로 예상된다. 중국 정부가 태양광 발전산업 분야 기업들의 4분의 3에 대해서 사형선고를 내릴 것이라는 결정을 한 이후에 말이다.
중국은 2014년 태양광 발전기술 목표인 12GW를 최근 달성하였다. 그리고 중국은 아직 2015년 말 35GW 규모의 신규 태양광 발전용량을 개발할 계획을 가지고 있다. 올 가을 비록 중국 산업 및 정보기술부가 새로운 태양광 발전소 건설을 더디게 할 수 있는 새로운 규제를 발행하였다 하더라도 폴리실리콘(polysilicon) 산업은 더욱 더 확대될 것이다. 그리고 며칠 전 MITT는 중국의 태양광 발전기술 가치사슬에서 상위 500대 기업들 중 109개의 내수제조업체들의 리스트(list: 초기에는 134개 리스트를 발표하였음)를 발행함으로써 더욱 나아가게 되었다. 이러한 리스트의 기업들은 생산량에서 활용 및 기술역량 등까지 수많은 항목을 기반으로 분류되었다.
리스트에 이름을 올리지 못한 기업들(Suntech사와 Suntech사의 새로운 주인인 Jiangsu Shunfeng, 그리고 LDK Solar사 등)은 정부 지원을 더 이상 받지 못하게 될 것이다. 이는 펀딩(funding)이나 신용한도액이 존재하지 않는다는 것을 의미한다. 수출 관세의 환급이라는 장점도 가질 수 없게 된다. 뿐만 아니라, 그들은 국가 운영 유틸리티(utilities) 조직에 전력을 판매하는데 있어서도 불이익을 당하게 될 것이다. 이 리스트는 6개월마다 개편될 것이다. 그리고 이는 그러한 기업들의 그들의 신용상태를 개선시켜왔는지 그리고 리스트에 포함될만한 자격이 있는지 또는 기존의 리스트 등재 기업들이 이를 유지할 수 있는지에 대한 정보를 제공하게 될 것이다.
두 개의 MITT 움직임은 중국의 태양광 발전산업에서의 장기적으로 요청된 합병에 참여하게 될 것이다. 그로 인해, 수많은 수익성이 없는 기업들을 제거하게 되고 다른 기업들로 하여금 보다 성공한 기업들과 합병을 촉진하게 될 것이다. 그리고 Mikkei가 강조한 것처럼 중국 정부에 의해 촉진된 특별한 움직임은 경쟁을 하지 않아도 되는 많은 기업들로 하여금 과잉공급의 스포트라이트(spotlight) 하에서 다른 내수산업(철강산업에서 건설자재산업에 이르기까지)의 선례가 되게 해줄 것이다.

새로운 소식
- 2014년 글로벌 태양광 발전기술 수요의 반 이상을 차지하게 될 아시아(Asia): 아시아 태평양 지역은 2014년 발생될 새로운 태양광 발전용량 수요의 반을 책임지게 될 것이라고 NPD Solarbuzz사는 말하고 있다. 그들은 2013년 35%의 성장률을 대표하는 23GW 이상의 태양광 발전설비 설치용량을 자랑하고 있으며 중국과 일본에서 많은 비중을 차지하고 있다.
- SolarWorld : 미국-중국 태양광 발전차액 지원제도 구멍을 메우고 있음: 미국-중국 태양광 발전차액 지원제도의 세부사항은 중국기업들로 하여금 다른 국가(예를 들어, 대만)에서 제작된 전지 수입을 허가하는 것과 같은 언어를 보여준다. 전지는 다른 국가에서 수입하고 중국에서 태양전지판을 조립하게 되며 그로 인해 최종 제품을 미국에 선적하는데 있어 발생하는 관세 제한을 피하게 된다. 미국 SolarWorld에서는 그러한 구멍(비록 미국 태양에너지 거래 집단인 미국태양에너지협회의 이야기이기는 하지만)이 미뤄지고 있다. 그 결과 복잡한 경쟁력 이슈를 해소할 수 없는 소송 대신에 협상을 촉구하게 된다.
- 국립태양광발전기술 경매입찰을 또 다시 연기한 인도(India): 인도에서 곧 발생하게 될 750MW 규모의 태양광 발전기술 관련 경매입찰과 관련한 입찰의 최종일이 1월 20일로 한 달 연기되어왔다. 개발업체들은 경매입찰의 구조가 너무 자주 변경된다고 보고하였으며, 국가 운영 유틸리티 조직의 지원 능력의 빈번한 변경에 대한 불만도 토로하였다. 하지만, 인도는 이러한 연기가 보다 세부적인 정보를 제공하는 추가적인 시간을 제공하게 될 것이며, 이러한 과정에 대한 관심을 설명하게 될 것이라고 생각한다.
- 아시아 지역 내 CIGS 태양광 발전모듈: Hanergy사, Samsung사, Solar Frontier사의 등장: 삼성 SDI(Samsung SDI)는 최고 15.7%의 효율성에 도달한 CIGS(copper-indium-gallium-selenium: 구리-인듐-갈륨-셀레늄) 박막형 태양광 모듈을 개발하였음; Solar Frontier사는 이전의 기록, 즉 1.23-M2의 14.7% 효율성을 가지고 있는 이전 기록을 보유하였다는 말을 하였다. 그리고 TSMC사는 15.7%의 모듈에 대한 주장을 내놓고 있다. 이 기업의 계획은 2014년 200MW 용량의 생산라인을 요청하고 있고 2015년에는 용량을 1.2GW까지 확장할 것이다. 그러는 동안 Hanergy사는 Miasole 유닛(unit)이 UL 인증의 15.5% 효율성을 가진 CIGS 전지판을 생산하여왔다. 그리고 Solibro 유닛은 소규모 CIGS 하위모듈(5cm2) 관련 19.6%의 효율성을 설명하여왔다. 그 결과 이전에 기록한 18.7%의 효율성을 개선시킬 수 있었다.
Solar Frontier사를 회자하는 이 기업은 또 다른 CIS 태양광 모듈 공장을 건설할 계획을 가지고 있다. 그들은 미야기현(Miyagi Prefecture)에 130억 엔의 가치를 가진 150MW 용량의 공장을 짓기로 결정하였으며, 2015년 현실화될 것이다. 그리고 이 공장은 미야기현에 있는 기존의 공장을 보완하게 될 것이며, 이 기업에 따르면 이는 일본 외부의 미래 제작설비를 위한 블루프린트(blueprint), 즉 청사진이 될 것이다. 마지막으로 Ascent Solar사는 올 여름 발표하였던 거래를 완료하였다. 그 결과 중국 강소성(Jiangsu Province) 내 쑤첸(Suqian) 지자체와 함께 CIGS 박막형 태양광 발전모듈 조인트벤처(joint venture) 공장을 건설하는 것에 몰입하였다. 임대료가 없는 발전설비와 일련의 인센티브 제도와 같은 일반적인 조건을 포함하고 있는 거래는 2016년 1분기 25MW규모의 초기 용량을 목표로 하고 있으며, 6년 이내에 최종적으로 100MW에 도달하게 될 것이다.
- 중국 태양광 모듈 공급업체들은 합병을 촉진하고 있음: 최근 중국산 모듈 제조업체 관련 뉴스(news)에 관한 요약: Trina사는 투르판(Turpan) 정부와 협력하여 4년 동안 1GW 규모의 태양광 발전 프로젝트를 개발하고 있다. 그리고 2014년 말 300MW 규모의 발전소를 건설하고자 한다. ReneSola사는 중국 서부 칭하이(Qinghai) 성과 신장(Xinjiang) 성 내 전체 60MW 규모 발전용량을 가진 세 개의 계통연계형 태양광 발전 프로젝트를 Jiangsu Akcome사에 판매할 것이다. 그리고 Yingli Green Energy사는 Shuozhou Coal Power Co.사(중국에서 세 번째로 거대한 국가 소유 석탄 광산기업인 Datong Coal Mine Group사의 자회사)와 조인트벤처를 형성하였다. 그 결과 산서성에 태양광 발전소를 개발하고 건설할 것이다.
- 태양광 발전목표를 연기하고 있는 Tata사: Maharashtra 전력규제위원회는 Tata Power사가 2016년을 시작으로 5년 정도 태양광 발전기술 조달목표를 달성하기 위한 그 기업의 몰입을 연기할 수 있다고 규제하였다. 그 결과 조달 후보군의 부족을 인용하게 되었다.
- 낮은 태양광 발전차액 지원제도를 설정한 일본: 일본은 다가오는 회계연도가 시작되는 4월 1일 1kWh당 32엔 11% 정도 세전 태양광 발전차액 지원금을 대폭 삭감하게 될 것이다. 블룸버그(Bloomberg)는 다른 재생에너지 발전원천과 관련된 발전차액 지원금이 변화하지 않는다고 평가하고 있다. 소비자들에게 부과되는 추가수수료는 1kWh당 0.77엔으로 두 배 이상 커지게 될 것이다. 왜냐하면, 태양광 발전설비가 확장이 되고 있기 때문에 이러한 것이 가능하게 될 것이다.
- 중국 내 해상풍력발전기술 인증: GD Power Development사는 250MW 규모의 해상풍력발전소를 제안하고 있다고 말하였다. 이 해상풍력발전소는 절강 지방(Zhejiang Province) Liuheng 지역에서 13km 떨어진 곳에 위치하게 되며 지역 개발 및 개혁 위원회에서 인증한 최초의 프로젝트이다. 그리고 해상풍력발전기술 관련 비용과 지원금의 평가가 금지되지 않지만 부정확하다. 중국에서 제안한 해상풍력발전 프로젝트와 10년 전 덴마크(Denmark) 풍력발전 프로젝트를 비교하고 있는 연구는 오래된 중국 속담을 인용하고 있다: 천 마일의 여행은 당신의 최초 한 발자국에서 시작될 것이다. GTB

다양한 태양전지판의 성능 비교 테스트 중인 아르곤 연구소
지난 여름 미국 아르곤 국립연구소(Argonne National Labora-tory)는 다양한 종류의 태양전지판을 도입하였다. 이들은 96 kW규모의 태양단지를 현장에 건설하였으며, 이를 통해 연구소 비상 운영센터에 동력을 공급하여 연간 9,400달러의 비용을 절감하고, 94톤의 온실가스 배출(Greenhouse Gas Emission)을 저감하고 있다. 이 설비는 연구를 위한 일종의 테스트 베드(Test Bed)로도 활용되기 때문에 태양광발전 어레이(Array)가 약 2배이다. 아르곤의 나노분야 연구원인 Seth Darling은 다양한 종류의 태양전지판이 미 중서부 지역에서 어떠한 성능을 발휘할 수 있는가를 연구하기 위해 새로운 태양전지판 어레이를 이용하고 있다. 그는 “실제 현장에서 태양전지판이 어떠한 성능을 보여주는지를 보여주는 유용한 데이터나 비교 데이터가 없다. 특히 미 중서부 지역에서 그러한 데이터가 부족하다. 이러한 정보는 태양전지판을 도입하려는 일반 주택보유자, 비즈니스 관계자들에게 좋은 참고자료가 될 것”이라고 밝혔다.
아르곤 연구소는 일부 재생가능 에너지(Renewable Energy) 프로젝트에 대해 이미 일리노이주 고속도로 관리국(Illinois Tollway)과 협력을 맺었다. 프로젝트에는 고속도로 관리국의 Downers Grove 본사에 위치한 다중 태양전지판 기술도 포함되어 있다. Darling은 “우리는 일리노이 주 유로고속도로 관리국과 공동연구를 통해 6종의 서로 다른 태양전지판 기술을 테스트하고 있다. 이를 통해 일부 유용한 데이터를 수집하고 있지만 연구에 사용된 서로 다른 태양전지판의 갯수가 그리 많지 않기 때문에 통계적으로 볼 때 매우 강한 상관관계를 보여주지는 않는다”고 설명하였다.
이러한 문제를 완화하기 위하여 Darling은 아르곤 연구소의 지속가능성 분야 담당자인 Devin Hodge과 협력하여 고속도로 관리국 본사에 위치한 태양전지판 어레이보다 약 10배 이상으로 큰 어레이를 현장에 설치하였다. 이들 태양전지판 어레이는 서로 다른 3종의 기술을 적용하고 있다. Darling은 “아르곤에서 설치한 대형 태양전지판 어레이는 보다 신뢰성 있는 데이터를 수집할 수 있을 것이다. 또한 우리는 태양전지판 어레이의 일부로서 기상정보를 수집하는 관측소를 많은 지역에 설치하였다”고 말한다.
이번 연구는 기상 데이터를 기록하고 있으며, 이를 통해 과학자들은 보다 중요한 통계적 결과를 얻을 것으로 보인다. 예를 들어, 태양전지판이 얼마나 많은 태양광을 포획할 수 있는지와 같은 데이터를 확보할 수 있을 것이다. 각각의 태양전지판은 온도 센서를 장착하고 있으며, 바람을 측정할 수 있는 동력계(Dynamometers)와 태양광을 측정할 수 있는 고온계(Pyrometers)가 있어 표면적에서 받는 태양복사에너지의 양을 측정할 수 있다.
Darling은 “연구진은 어떠한 종류의 태양전지판이 태양광이 풍부하거나 적을 때 우수한 성능을 보여주는지를 밝혀내고, 각각의 전지판에서 전기를 생산할 때 발생하는 실제 비용을 확인하기를 원한다”고 말했다. GTB

교세라, 보증기간 연장
주택용 태양광 발전 시스템
출력저하로 교환 「20년」
교세라는 주택용 태양광 발전시스템의 출력저하와 고장, 자연재해에 의한 파손을 수리할 새로운 보증서비스를 시작했다. 매입 시에 보증료를 지불하면 일정 이상 출력이 저하된 태양광 패널을 교환하는 보증기간을 종래 대비 2배인 20년으로 연장한다. 기기의 고장과 자연재해에 의한 파손에 대한 대응을 각각 종래의 10년에서 15년으로 늘렸다. 태양광 패널의 수요확대가 이어지는 가운데, 메이커들의 경쟁은 격화. 차별화를 꾀하기 위해 일본 내 태양전지 메이커 각사는 서비스의 향상을 위해 연이어 보증기간을 연장하고 있다. 교세라는 출력저하, 고장, 자연재해를 한데 묶은 「트리플 보증」의 제공을 시작했다. 출력저하, 고장, 자연재해 중 어느 한 가지의 요인에 대해서도 10년의 무상보증은 계속된다. 새 서비스는 매입 시에 보증료를 지불하면 보증기간을 연장할 수 있다.
요금은 시스템 발전출력에 따라 다르지만 주택의 지붕에 많은 출력 4킬로-4.9킬로와트의 시스템이라면 3만 7740엔. 보증기간 내에는 추가요금 없이 몇 번이라도 수리와 교환에 응한다.
출력보증은 설치 후 10년까지는 81%까지, 20년까지는 72%까지이다. 판매 시에 제시한 공칭(公稱) 출력을 기준으로 각각의 수치보다 출력이 저하되었을 경우에 태양광 패널을 교환한다. 주택용 시스템을 사용하여 20년 동안 매전대상이 되는 출력 10킬로와트 이상의 시스템을 구축하는 케이스가 늘고 있다는 데에 대응하여 보증기간을 20년으로 하였다.
고장은 태양광 패널, 거치대, 파워컨디셔너(전력조정장치) 등의 기기가 대상으로 기간은 15년. 자연재해는 태풍이나 낙뢰, 화재, 홍수를 상정하며, 기간은 15년이다. 이 업계에서는 솔라프론티어(東京都 港區), 三菱電機, 파나소닉은 모두 무상으로 출력은 20년, 기기는 10년을 각각 보증하고 있다. 샤프는 무상으로 출력, 기기 모두 10년, 유상으로 15년까지 연장할 수 있다. 일간공업
유기태양전지의 광전변환효율의 이론한계를 시뮬레이션
- 유기태양전지 고효율화에의 지침
독립행정법인 산업기술종합연구소 나노시스템연구부문 나노이론그룹, 계측프로티어연구부문 나노현미분광그룹, 태양광발전공학연구센터 첨단산업프로세스 저비용화팀은 공동으로 신세대 태양전지 중 하나로 주목 받고 있는 유기태양전지의 광전변화효율의 이론한계를 구하였다. 유기태양전지는 유기재료 특유의 경량이며, 얇고 부드러운 특성을 가지고 있기 때문에 지금까지 태양전지를 설치하기 어려웠던 장소 및 용도에서의 발전을 가능케 하는 신세대 태양전지로서 기대되고 있다.
저렴한 재료이지만 광전변환효율 및 내구성 향상이 기술과제이었다. 그러나 최근 광전변환효율은 급속하게 향상되고 있으며, 아몰퍼스 실리콘 태양전지 수준의 10%를 넘는 변환효율이 보고되었다. 때문에 유기태양전지의 변환효율을 어디까지 향상시킬 수 있을까에 대한 관심이 집중되고 있다. 실리콘 등 무기반도체 태양전지에 관해서는 Shockley와 Queisser에 의해 1961년에 광전변환효율의 이론적인 한계로서 약 30%가 제시되었지만, 최근 실제 효율이 이 값에 접근했기 때문에 무기태양전지의 최근 연구개발은 다접합형 태양전지, 집광형 태양전지 등 Shockley와 Queisser의 이론으로는 고려하지 않았던 구조를 도입함으로써 효율 향상을 도모하고 있다. 한편 유기태양전지의 광전변환효율도 급속하게 증가하여 어디까지 향상시킬 수 있을지 지침이 필요한 수준에 도달하여 Shockley와 Queisser의 이론과 같이 한계효율을 구하는 것이 요구된다. 태양전지의 광전변화효율은 반도체 밴드 갭, 열에 의해 흩어져 없어짐, 전하 재결함 등의 인자에 의해 제약된다. 밴드 갭보다 낮은 에너지의 빛은 흡수되지 않고 발전에 기여하지 않는다. 밴드 갭보다 높은 에너지의 빛은 열이 되어 흩어져 전압의 저하를 일으킨다. 빛에 의해 생성된 전하가 전극에 도달하기까지 재결합하여 잃어버리면 전류를 저하시킨다. 이러한 인자는 모두 태양전지의 전력을 저하시키거나 무기태양전지의 광전변환효율에 관해서는 이러한 인자를 고려한 이론적인 한계가 Shockley와 Queisser에 의해 1961년에 제시되었다.
유기태양전지에 무기반도체의 이론을 적용하는 것은 타당하지 않다고 생각한다. 유기물질에서는 정부(正負) 전하 사이에 클론 상호작용이 강하기 때문에 빛을 흡수하여 정부전하가 강하게 속박된 여기자가 생성된다. 유기물질 여기자의 결합에너지는 클론 상호작용에 기초하여 산정하면 최저라도 열에너지의 10배 이상이다. 한 종류의 유기물질에서는 여기자의 전하 분리가 충분하지 않기 때문에 유기태양전지는 양이온이 되기 쉬운 유기물질과, 음이온이 되기 쉬운 유기물질 두 종류로 구성되어 이러한 물질의 계면에서 여기자가 되어 있는 전하가 분리되어 전기가 생성된다.
본 연구는 전하분리에 필요한 잉여 에너지에 주목하였다. Shockley와 Queisser의 이론 방법에서 전하분리에 필요한 잉여에너지를 고려하면 전하 재결합의 속도가 증가하고, 그 결과 전압과 전류가 변화하는 것을 나타내었다. 속박상태인 부전하와 정전하 사이의 거리를 1nm, 유전율을 유기분자에서 일반적인 값 3.5로 하여 클론 상호작용을 이용하면 전하분리에 필요한 잉여 에너지는 0.3~0.4ev로 계산되었다.
다른 상호작용도 있기 때문에 이 값은 하한이라고 생각되지만, 지금가지 보고된 잉여에너지의 최저치와 거의 동일하다. 전하분리에 필요한 잉여에너지로서 0.4eV를 이용하여 광전변환효율의 이론한계를 계산하면 태양전지가 흡수할 수 있는 빛에너지의 최소치가 1.5eV(광 파장에서는 827nm)의 경우에 최대치인 약 21%가 되었다. 유기태양전지가 가장 높은 효율을 나타내는 빛의 파장도 이론계산에 의해 결정되었으며, 빛을 흡수하는 유기분자 선택의 지침이 된다. GTB

그림 1. 유기태양전지 전하분리의 메커니즘을 모식적으로 나타낸 그림

그림 2. 다접합형 유기태양전지에 관해 전하분리에 필요한 잉여에너지가 0.4eV의 경우, 광전변환효율의 이론한계와 태양전지가 흡수할 수 있는 빛에너지의 최소치와의 관계

적외선에 반응하는 실리콘 장치
미국 연구진은 금을 주입함으로써 적외선에 반응하는 실리콘 장치를 만드는데 성공했다.
과학자들은 다양한 대역폭의 적외선에 반응하는 검출기를 개발하기 위해서 다양한 방법들을 시도했다. 이런 방법들은 보안 시스템을 위한 이미징 어레이 또는 더 광범위한 대역폭의 태양광 에너지를 수집하는 태양전지 등에 매우 유용하게 적용될 수 있었다. 그러나 이런 방법들은 현재 한계에 도달했다. MIT 등의 5 개 연구기관의 연구진에 의해 개발된 새로운 시스템은 이런 한계의 많은 부분을 해결할 수 있었다. 새로운 연구결과는 저널 Nature Communications에 게재되었다.
실리콘은 대부분의 반도체 및 태양전지에 매우 유용하게 적용되고 있고, 대부분의 적외선을 통과할 수 있게 한다. 이것은 재료의 밴드갭(기본적인 전기적 특성)이 적외선의 광자에 의해서 전달되는 에너지 수준보다 더 높은 것을 요구하기 때문이다. 실리콘은 일반적으로 적외선과 매우 약한 상호작용을 한다.
실리콘에 대한 다양한 처리는 특정 구성요소를 가진 구조적 결함 또는 도핑을 가진 도파관을 생성함으로써 이런 반응을 완화시킬 수 있다. 그러나 대부분의 이런 방법들은 실리콘의 전기적 성능에 상당한 부정적인 영향을 끼친다. 예를 들어, 매우 낮은 저온에서만 작동되거나 단지 매우 좁은 대역폭의 적외선 파장에만 반응하는 실리콘이 만들어질 수 있다.
이 새로운 시스템은 상온에서 작동되고, 폭넓은 적외선 반응을 가진다. 이 방법은 재료의 원래 구조를 유지하면서 실리콘 결정구조의 표면 속에 금 원자들을 결합시킨다. 또한 이것은 다음과 같은 장점을 가진 실리콘을 이용할 수 있게 한다. 실리콘은 상당히 저렴하고 쉽게 처리될 수 있으며 풍부한 반도체이다.
이 방법은 수백 나노미터의 실리콘 속에 금을 주입하고 몇 나노세컨드(nanosecond) 동안에 레이저를 사용해서 표면을 용융한다. 실리콘 원자들은 거의 완벽한 격자 속에 재결정화할 수 있고, 금 원자들은 격자 속에 포집되기 전에 탈출할 수 있는 시간이 없다.
실제로, 이 재료는 약 1 %의 금을 포함한다. 이것은 실리콘의 용해도 한계보다 100배 이상 더 큰 양이다. 이것은 액체가 흡수할 수 있는 것보다 더 많은 양의 설탕을 커피 한 잔에 넣으면 컵의 하부에 설탕이 축적되는 것과 같다. 그러나 특정 조건 하에서, 이런 재료들은 그들의 일반적인 용해도 한계를 초과할 수 있는데, 이것을 과포화 용액이라고 부른다. 이런 경우에, 금 원자를 과포화한 실리콘 층을 생성시키는데 새로운 처리 방법이 필요하다. 이것은 여전히 실리콘 결정이지만, 표면 근처에 엄청난 양의 금을 가질 수 있게 한다. 다른 연구진은 금 이외의 재료로 이와 유사한 방법을 시도했지만, 이번 연구팀은 이 기술이 금을 이용할 수 있다는 것을 최초로 증명했다.
이것은 상온에서 실리콘이 광대역 적외선과 반응할 수 있기 때문에 특히 매력적이다. 이것은 적외선 레이저 정렬을 조절할 수 있는 시스템과 같은 몇몇 특정 목적을 위한 초기 단계의 연구이지만, 조만간 다양한 분야에 유용하게 적용될 수 있을 것이다.
금의 이런 이용은 놀랍다. 금은 일반적으로 실리콘을 포함하는 어떤 것과도 호환되지 않는다. 이것의 매우 작은 입자는 실리콘 마이크로칩의 유용성을 파괴할 수 있기 때문에, 많은 칩 제조 설비에서 금의 이용은 엄격하게 금지하고 있다. 금은 실리콘의 불순물 중에서 가장 위험한 것 중 하나이다. 그러나 레이저 도핑에 의해서 달성된 매우 높은 금 농도의 경우에, 적외선을 이 장치에 비출 때, 금이 광전자적 분야에 긍정적인 영향을 끼칠 수 있다는 것을 이번 연구진은 증명했다.
이 방법이 적외선 이미징 시스템을 이끌 수 있지만, 실리콘 태양전지에 적용할 때 이것의 효율은 너무 낮을 수 있다. 그러나 이런 레이저 처리 방법은 태양전지를 만드는데 유용한 다른 재료에 적용될 수 있을 것이다. GTB

그림 1. 실리콘이 적외선에 민감하게 반응한다는 것을 보여주는 이미지

그림 2. Si:Au의 제조 프로세스

태양에너지를 촉진하고 에너지 소비를 절약할 수 있는 기술 동향
만일 당신이 나중에 와이메아(Waimea)에서 지내게 된다면, 당신은 W. M. Keck 관측소 본사 건물 지붕에서 일어나는 엄청난 양의 업무를 목격하게 될 것이다. 예를 들어, 파란색 지붕을 가로지르면서 움직이고 있는 설치업자들을 볼 수 있으며, 그들은 난간에 거대한 태양전지판을 운반하고 이를 설치하고 있다. 100kW 규모의 태양광 발전설비의 설치는 이미 진행 중에 있다. 이는 HELCO(하와이 전기조명공사)에 의해 허가된 최고의 발전량이다.
전형적으로 Keck 관측소는 태양을 피하고 있다. 이 관측소는 태양이 수평선 아래로 떨어질 때, 즉 새벽이 다가온 뒤 개방되는 산맥 위에 장착된 거대한 망원경을 의미한다. 이와 같은 경우, 우리는 돈과 오염성 모두를 절약하기 위해 가장 가까이 있는 별의 전력을 생산하게 된다.
태양을 사용하고자 하는 이번 결정은 장기적인 것이다. 풍력발전의 가능성을 탐사하는 프로젝트도 존재한다. 지난해 풍력발전타워들은 인기가 많은 ka mamani의 잠재력을 측정하기 위해 앞쪽 잔디밭에 세워졌다. 풍력발전 타워들은 수집되고 분석된 데이터로 제거되었다. 추가적인 세부조사는 가장 비용효과적인 솔루션이 바로 태양에너지이며, 이러한 결정이 앞서 언급한 이러한 천문대나 거대 빌딩에 태양광 발전설비가 설치되어야 하며 이에 적합한 투자로 이루어졌다고 전했다.
태양광 발전기술은 상대적으로 새로운 것이다. 하지만, 에너지 보수주의자들은 와이메아의 본사와 정상 설비 모두에 있는 관측소 주변에는 더 많은 고려사항들이 존재한다고 말하고 있다. 오래된 빛의 조직들은 보다 효율적인 모델로 대체될 것이다. 왜냐하면, 펌프(pump), 모터(motor), 그리고 컴프레샤(compressor) 등과 같은 오래된 설비들이 현대의 에너지 효율적 설계와 에너지 사용을 효율적으로 관리하기 위해 컴퓨터 조절 시스템을 설치해야 하기 때문이다. 이러한 효과들은 에너지 니즈(energy needs)를 많이 제거하여왔다. 하지만, HELCO의 월간 수수료는 아직 꽤 많은 수준이다.
이러한 새로운 시스템(system)은 활용 가능한 지붕의 공간 대부분을 덮게 될 것이다. 모두 합쳐 696개의 태양전지판을 지붕을 덮게 될 것이다. 그리고 각각의 태양전지판은 햇빛을 모두 받아 약 250W의 전력을 생산할 수 있게 된다. 이 시스템은 와이메아의 평균적인 기후를 충분히 고려하여 설계한 것이다. 구름과 미세한 비로 이곳이 매우 유명함에도 불구하고 우리는 엄청난 양의 햇빛을 받을 수 있다.
이는 태양광 발전시스템이 관측소에 연간 60,000달러의 돈을 절약할 수 있게 해줄 것이라는 희망을 갖게 하였다. 뿐만 아니라, 에너지 사용 가격이 같은 수준에서 머무를 것이라는 점을 가정하고 있다. 하지만, 증가하는 에너지 사용 가격이 현재로서는 좀 더 나은 가정이라 할 수 있다. 만일 이번 프로젝트가 계획한 바대로 완료된다면, 올해 말 전에 전력을 생산할 수 있게 될 것이다.
증가하고 있는 전력비용을 가지고 있는 우리들에게 이미 증명된 태양광 발전시스템으로 우리들의 에너지 비용 손실을 막는 것은 매우 중요하다. 이는 우리들에게 장기적인 관점에서 에너지 사용 자금을 절약할 수 있게 해준다. 왜냐하면, 이 발전시스템은 청정하고 재생가능하며 지속가능한 에너지 원천을 사용하기 때문이다. 그리고 이는 하와이에서 정말 좋은 대안이다. 특히, 우리들의 탄소발자국을 감소시키는 데 있어 Keck 관측소뿐만 아니라 하와이 같은 지역에서도 매우 좋은 대안이라 할 수 있다. GTB