광전학

Photovoltaics
독일 프라이부르크의 지속가능한 주택 공동체 프로젝트인 태양열 정착.
태양광 수디 셰이드는 태양광을 이용한 전기차에 에너지를 공급하는 프랑스의 자율·이동국이다.
국제우주정거장의 태양전지판

광전학(PV)은 광전 효과를 나타내는 반도체 물질을 이용해 빛을 전기로 변환하는 것으로 물리학, 광화학, 전기화학 등에서 연구된 현상이다.광전 효과는 전기 발생과 광센서로 상업적으로 활용된다.

태양광 발전 시스템은 각각 전력을 발생시키는 다수의 태양 전지로 구성된 태양 모듈을 사용한다.PV 설비는 지상 장착, 옥상 장착, 벽 장착 또는 부유식 설비가 가능하다.그 마운트는 고정되거나 태양열 추적기를 사용하여 하늘을 가로질러 태양을 따라갈 수 있다.

일부 사람들은 태양광 발전 기술이 이산화탄소로2 인한 지구 온난화를 완화하는데 도움이 될 수 있는 충분한 지속 가능한 에너지를 생산하기를 희망한다.태양열 PV는 에너지원으로서 특정한 이점을 가지고 있다: 일단 설치되면, 그것의 작동은 오염과 온실가스 배출이 전혀 발생하지 않으며, 전력 수요와 관련하여 단순한 확장성을 보여주며, 비록 은과 같은 PV 시스템 제조에 필요한 다른 물질들이 결국에는 항상 존재하겠지만, 실리콘은 지구의 지각에서 큰 가용성을 가진다.기술의 추가 성장.확인된 다른 주요 제약조건은 토지 이용 경쟁과 자금 지원 신청 시 노동력 부족이다.[1]PV를 주 공급원으로 사용하기 위해서는 추가 비용을 유발하는 고전압 직류전선에 의한 에너지 저장 시스템이나 전지구적 배분이 필요하며, 또한 전력회사가 공급 믹스에서 너무 많은 태양열 전력을 보상해야 하는 요건과 같은 많은 다른 특정한 단점이 있다.수요 피크 및 잠재력을 과소 공급하기 위해 보다 신뢰할 수 있는 재래식 전원 공급 장치생산과 설치는 오염과 온실가스 배출을 유발하며 10년에서 30년 후 패널 수명이 다하면 재활용할 수 있는 시스템이 없다.

광전 시스템은 1990년대 이후 독립형 설치와 그리드 연결 PV 시스템이 사용됨에 따라 오랫동안 전문화된 용도에 사용되어 왔다.[2]태양광 모듈은 독일의 환경론자들과 유로솔라르 기구가 1만 지붕 프로그램에 대한 정부 자금을 지원받으면서 2000년에 처음으로 대량 생산되었다.[3]

비용 감소는 PV가 에너지원으로 성장할 수 있도록 했다.이는 2000년 이후 중국 정부가 태양열 생산능력 개발에 대규모 투자를 하고 규모의 경제를 달성한 데 따른 것이다.생산가격의 상당 부분은 핵심 부품인 폴리실리콘에서 생산되고 있으며, 세계 공급의 대부분은 중국, 특히 신장에서 생산된다.보조금 외에도 신장의 석탄으로 인한 낮은 에너지 가격과 값싼 노동비용은 [4]물론 제조기술과 효율성 향상으로 2010년대 태양열 패널의 낮은 가격을 달성했다.[5][6]기술 발전과 제조 규모 증가로 태양광 설비의 효율도 높아졌다.[2][7]태양열 발전 전기의 우선 공급 관세와 같은 순 계량 및 재정적 인센티브는 많은 국가에서 태양열 PV 설치를 지원해왔다.[8]패널 가격은 2004년과 2011년 사이에 4배 하락했다.모듈 가격은 2010년대 들어 90% 하락했으나 2021년부터 급격히 상승하기 시작했다.[4][9]

2019년 전 세계적으로 설치된 PV 용량은 전 세계 전력 수요의 약 2%를 차지하는 635기가와트(GW) 이상으로 증가했다.[10]수력과 풍력에 이어 글로벌 용량 측면에서 PV는 세 번째 재생에너지 자원이다.국제에너지기구는 2019년부터 2024년까지 700~880GW의 성장을 예상했다.[11]일부 사례에서 PV는 2020년 카타르에서 0.01567 US$/kWh의 낮은 가격과 함께 태양 잠재력이 높은 지역에서 가장 저렴한 전력원을 제공했다.[12]

어원

'광선'이라는 용어는 '빛'을 뜻하는 그리스어 ῶς ((pho)에서 유래하고, 기전력의 단위인 '볼트'에서 유래하며, 이 볼트는 결국 전지(전기화학세포)를 발명한 이탈리아 물리학자 알레산드로 볼타의 성에서 유래한다.1849년부터 영어로 '포토볼타'라는 말이 쓰이고 있다.[13]

역사

조지 코브는 1950년 벨 연구소가 발명하기 약 40년 전인 1909년에 태양광 패널을 발명했을지도 모른다.[14]

태양전지

주요 기사:태양전지
태양 전지는 햇빛으로부터 직접 전기를 생산한다.
Photovoltaic power potential map
광전위 지도는 적도 쪽으로 최적으로 기울어진 1kWp 독립형 c-Si 모듈에서 얼마나 많은 전력을 생산할 수 있는지 추정한다.결과 장기 평균(일별 또는 연간)은 최소 최근 10년의 시계열 기상 데이터를 기반으로 계산된다.

태양광 발전은 태양 전지를 이용해 태양광 효과에 의해 태양 에너지를 전자의 흐름으로 변환시켜 전력을 생산하는 방법으로 가장 잘 알려져 있다.[15][16]

태양 전지는 햇빛으로부터 직류 전기를 생산하는데, 이것은 장비에 전력을 공급하거나 배터리를 충전하는데 사용될 수 있다.태양전지의 첫 번째 실용적 적용은 궤도를 선회하는 위성이나 다른 우주선에 전력을 공급하는 것이었지만, 오늘날 대부분의 태양광 모듈은 발전용 그리드 연결 시스템에 사용된다.이 경우 인버터는 DC를 AC로 변환해야 한다.원격 주거지, 보트, 레크리에이션 차량, 전기 자동차, 도로변 비상 전화, 원격 감지 및 파이프라인의 음극 보호를 위한 독립형 시스템을 위한 소규모 시장은 여전히 존재한다.

태양광 발전은 반도체 소재를 포함한 다수의 태양전지로 구성된 태양광 모듈을 채용한다.[17]구리 태양 케이블은 모듈(모듈 케이블), 어레이(배열 케이블), 하위 필드를 연결한다.재생 에너지원에 대한 수요가 증가함에 따라, 최근 몇 년 동안 태양 전지 및 광전지의 제조업은 상당히 발전했다.[18][19][20]

세포는 환경으로부터 보호가 필요하며 보통 태양계 모듈에 빽빽하게 포장되어 있다.

태양광 모듈 전력은 표준 시험 조건(STC)에서 "Wp"(와트 피크)로 측정한다.[21]특정 장소의 실제 전력 출력은 지리적 위치, 시간, 기상 조건 및 기타 요인에 따라 이 정격 값보다 작거나 클 수 있다.[22]태양광 발전용량 인자는 일반적으로 25% 미만이며, 이는 다른 많은 산업용 전기 공급원보다 낮다.[23]

태양전지 효율

주요 기사:태양전지 효율

PV 셀의 전기 효율은 셀이 주어진 일조 강도에 대해 얼마나 많은 전력을 생산할 수 있는지를 나타내는 물리적 특성이다.광전지의 최대 효율을 위한 기본적인 표현은 입사 태양전지에 대한 출력 전력 비율(방사선 플럭스 시간 영역)에 의해 제시된다.

효율은 이상적인 실험실 조건에서 측정되며 PV 셀 또는 모듈의 최대 달성 가능한 효율을 나타낸다.실제 효율은 온도, 일조 강도 및 스펙트럼의 영향을 받는다.[citation needed]

상업적으로 이용 가능한 태양광 발전소의 태양전지 에너지 전환 효율성은 약 14-22%[24][25]이다.태양전지 효율성은 비정형 실리콘 기반 태양전지의 6%에 불과하다.실험 설정에서 실험 다중접합 집중 광전기로 44.0%의 효율을 달성했다.[26]미국에 본사를 둔 특수 갈륨 비소(GaAs) PV 제조사 알타 소자는 유연하고 가벼운 애플리케이션 전용의 '세계에서 가장 효율적인 태양열' 단일접합 셀을 보유하고 있다고 주장하는 26% 효율의[27] 상용 셀을 생산한다.실리콘 태양전지의 경우 미국 기업 선파워가 22.[28]8%의 인증 모듈 효율로 시장 평균인 15~18%를 훨씬 웃도는 선두 자리를 지키고 있다.하지만 경쟁업체들은 한국의 대기업 LG(21.7% 효율성[29])나 노르웨이 REC그룹(21.7% 효율성)처럼 따라잡고 있다.[30]

최상의 성능을 위해 지상 PV 시스템은 태양을 마주하는 시간을 최대화하는 것을 목표로 한다.태양 추적기는 태양을 따라가기 위해 PV 모듈을 움직임으로써 이것을 달성한다.[citation needed]정적 탑재 시스템은 태양 경로 분석을 통해 최적화할 수 있다.PV 모듈은 종종 위도와 동일한 각도인 위도 기울기로 설정되지만 여름이나 겨울에 대한 각도를 조정하여 성능을 향상시킬 수 있다.일반적으로 다른 반도체 소자와 마찬가지로 상온 이상의 온도는 태양광 모듈의 성능을 떨어뜨린다.[31]

일반적으로 태양열 PV에서 생성된 직류(DC)는 변환 중 평균 10%의 손실에서 전력 그리드에 사용되는 교류(AC)로 변환해야 한다.배터리 구동 장치 및 차량의 DC로 다시 전환하는 과정에서 추가적인 효율성 손실이 발생한다.[citation needed]

세포 제조에도 다량의 에너지가 필요하다.[4]

온도의 영향

광전지 모듈의 성능은 환경 조건에 따라 결정되며, 주로 모듈 평면의 지구 입사 방사조도 G에 따라 결정된다.그러나 p–n 접합부의 온도 T는 또한 주요 전기적 파라미터인 단락 전류 ISC, 개방 회로 전압 VOC, 최대 전력 Pmax에도 영향을 미친다.G와 T의 다양한 조건에서 PV 셀의 거동에 대한 첫 번째 연구는 수십 년 전으로 거슬러 올라간다.1-4 일반적으로 VOC는 T와 상당한 역상관을 보이는 반면 ISC의 경우 상관관계가 직접적이지만 약하므로 이러한 증가가 VOC의 감소를 보상하지 않는다고 알려져 있다.결과적으로 Pmax는 T가 증가하면 감소한다.태양 전지의 출력 전력과 그 접합 작업 온도 사이의 이러한 상관관계는 반도체 물질에 따라 달라지며, 이는 PV 전지 내부의 내적 전달체, 즉 전자와 구멍의 농도, 수명 및 이동성에 T의 영향 때문이다.

온도 민감도는 일반적으로 일부 온도 계수로 설명되며, 각 계수는 접합 온도와 관련하여 참조하는 매개변수의 파생값을 나타낸다.이러한 파라미터의 값은 모든 PV 모듈 데이터 시트에서 확인할 수 있다. 이 값은 다음과 같다.

– β T에 대한 VOC의 변동 계수, ∂VOC/∂T가 부여한다.

– α T에 대한 ISC의 변동 계수, isISC/∂T가 부여한다.

– Δ T에 대한 Pmax의 변동 계수, pmPmax/tT가 부여한다.

실험 데이터에서 이러한 계수를 추정하는 기법은 문헌에서 찾을 수 있다.[32]셀 또는 모듈 온도에 대한 직렬 저항의 변동을 분석하는 연구는 거의 없다.이 의존성은 전류-전압 곡선을 적절히 처리함으로써 연구된다.직렬 저항의 온도 계수는 단일 다이오드 모델 또는 이중 다이오드 모델을 사용하여 추정한다.[33]

제조업

참고 항목:태양광 발전 회사 목록

태양광 발전소를 만드는 전반적인 제조 과정은 복잡하거나 움직이는 많은 부품의 정점을 요구하지 않는다는 점에서 간단하다.PV 시스템의 견고한 상태 특성 때문에 10년에서 30년 사이의 비교적 수명이 긴 경우가 많다.PV 시스템의 전기 출력을 증가시키기 위해, 제조자는 단지 더 많은 태양광 부품을 추가해야 하며, 이러한 규모의 경제 때문에 생산량이 증가함에 따라 비용이 감소하기 때문에 제조자에게 중요하다.[34]

효과적인 것으로 알려진 많은 유형의 PV 시스템이 있지만, 결정 실리콘 PV는 2013년 전 세계 PV 생산의 약 90%를 차지했다.실리콘 PV 시스템을 제조하는 데는 몇 가지 단계가 있다.첫째, 폴리실리콘은 채굴된 석영에서 매우 순수(반전도체 등급)할 때까지 가공된다.이는 그룹 III 요소인 붕소를 소량 첨가해 전자 구멍이 풍부한 p형 반도체를 만들면 녹아내린다.일반적으로 씨 결정체를 사용하는 이 용액의 잉곳(ingot)은 액체 다결정체로부터 성장한다.잉곳도 틀에 주조될 수 있다.이 반도체 소재의 웨이퍼는 와이어톱으로 벌크재료를 잘라낸 뒤 표면 에칭 작업을 거친 뒤 세척한다.다음으로 웨이퍼를 인증기 증착로에 넣어 매우 얇은 인층, 그룹 V 소자를 형성하여 n형 반도체 표면을 만든다.에너지 손실을 줄이기 위해 표면에 전기 접점과 함께 반사 방지 코팅이 추가된다.셀을 마친 후에는 특정 용도에 따라 전기회로를 통해 셀을 연결하고 출하와 설치를 준비한다.[35]

제조환경원가

태양광 발전은 완전히 '청정에너지'가 아니며, 생산은 온실가스(GHG) 배출을 생산하며, 전지를 만드는데 사용되는 재료는 잠재적으로 지속 불가능하며 결국 고갈될 것이며, 이 기술은 오염을 유발하는 독성 물질을 사용하며, 태양 폐기물을 재활용하기 위한 실행 가능한 기술은 없다.[36]패널 생산에는 많은 에너지가 필요하며, 그 대부분은 현재 중국의 석탄 화력발전소에서 생산되고 있다.[4]이들의 영향을 조사하기 위해 필요한 데이터는 다소 큰 불확실성의 영향을 받는 경우가 있다.예를 들어 인간의 노동과 물 소비의 가치는 과학 문헌에 체계적이고 정확한 분석이 없기 때문에 정밀하게 평가되지 않는다.[1]PV로 인한 영향을 판단하는 데 있어 한 가지 어려움은 제조 단계에서 폐기물이 공기, 물 또는 토양으로 방출되는지 여부를 결정하는 것이다.[37]지구 온난화 가능성, 오염, 수질 고갈 등 다양한 환경 영향을 살펴보는 라이프사이클 평가는 PV에서 사용할 수 없다.대신에, 연구는 다양한 유형의 PV가 미치는 영향과 잠재적 영향을 추정하려고 노력했지만, 이러한 추정치는 일반적으로 제조 및/또는 운송의 에너지 비용을 단순히 평가하는 것으로 제한된다. 왜냐하면 이러한 추정치는 새로운 기술이고 구성 요소와 폐기 방법의 총 환경적 영향을 알 수 없기 때문이다.상업적 생존 능력이 없는 실험 프로토타입은 말할 것도 없고, 일반적으로 이용 가능한 1세대 태양 전지.[38]

따라서 PV의 환경 영향 추정치는 kWh당 이산화탄소 등가물 또는 에너지 상환 시간(EPBT)에 초점을 맞추었다.EPBT는 PV제조에 사용된 것과 동일한 양의 에너지를 생성하기 위해 작동해야 하는 시간 범위를 설명한다 시스템이.[39]또 다른 연구에는 EPBT의 운송 에너지 비용이 포함된다.[40]EPBT는 또 다른 연구에서 "PV 시스템의 수명주기 동안 필요한 총 재생 가능 및 비 재생 가능 기본 에너지를 보상하는 데 필요한 시간"으로 완전히 다르게 정의되었으며, 여기에는 설치 비용도 포함된다.[41]이러한 에너지 상각은 수년 단위로 주어지며, 손익분기점 에너지 회수 시간이라고도 한다.[42]EPBT가 낮을수록 태양광 발전 환경 비용도 낮아진다.EPBT는 PV 시스템이 설치된 위치(예: 가용 일조량과 전기 그리드의 효율성)[40]와 시스템 유형, 즉 시스템 구성 요소에 크게 의존한다.[39]

2015년 1세대 및 2세대 PV에 대한 EPBT 추정치를 검토한 결과, 내장 에너지는 셀의 효율성보다 더 큰 변동이 있었으며 이는 주로 EPBT의 더 큰 감소를 위해 줄여야 하는 내장 에너지임을 시사했다.[43]

패널 생산에는 많은 에너지가 필요하다.[4]일반적으로 에너지 사용량과 온실가스 배출량의 상당 부분을 차지하는 태양광 패널의 가장 중요한 구성요소는 폴리실리콘의 정제다.[39]중국은 전 세계 폴리실리콘 대다수의 원천으로, 대부분이 석탄화력발전소에서 생산된 에너지를 이용해 신장(新江)[4]에서 생산된다.EPBT의 백분율과 관련하여 이 실리콘은 시스템 유형에 따라 달라진다.완전 자동 시스템은 추가 구성 요소('시스템 밸런스 오브 시스템', 파워 인버터, 저장 등)를 필요로 한다.)는 제조 에너지 비용을 크게 증가시키지만, 단순한 옥상 시스템에서는 에너지 비용의 90%가 실리콘에서 발생하며, 나머지는 인버터와 모듈 프레임에서 발생한다.[39]

1998년 Alsema 등이 분석한 결과, 1997년 이전 시스템의 에너지 회수 기간은 10년보다 높았고, 표준 옥상 시스템의 경우 EPBT는 3.5년에서 8년 사이로 계산되었다.[39][44]

EPBT는 순 에너지 이득(NEG) 및 투자 에너지(EROI)에 반환되는 에너지의 개념과 밀접하게 관련되어 있다.그것들은 모두 에너지 경제학에 사용되며, 에너지원을 수확하기 위해 소비되는 에너지와 그 수확으로 얻어진 에너지의 양 사이의 차이를 가리킨다.또한 NEG와 EROI는 PV 시스템의 작동 수명을 고려하며 일반적으로 25~30년의 작업 수명을 가정한다.이러한 지표에서 에너지 회수 시간은 계산에 의해 도출될 수 있다.[45][46]

EPBT 개선

결정 실리콘을 사용하는 PV 시스템은 실제 사용 중인 시스템의 거의 대부분에서 그러한 높은 EPBT를 가지고 있는데, 이는 실리콘이 전기 용해로에서 고급 석영 모래의 감소에 의해 생산되기 때문이다.이 코크스 연소식 공정은 1000 °C 이상의 고온에서 발생하며 실리콘 생산 킬로그램당 약 11 킬로와트시(kWh)를 사용하는 등 에너지 집약도가 매우 높다.[47]이 공정의 에너지 요구조건은 생산되는 실리콘 단위당 에너지 비용을 상대적으로 비탄성적으로 만들어, 향후 생산 공정 자체가 더 효율화되지 않을 것임을 의미한다.

그럼에도 불구하고, 결정 실리콘 셀이 햇빛을 변환하는 데 있어 훨씬 더 효율적이 되는 반면 웨이퍼 재료의 두께는 지속적으로 감소하여 제조에 필요한 실리콘이 줄어들면서 에너지 회수 시간은 지난 몇 년 동안 크게 단축되었다.지난 10년 동안 태양 전지에 사용되는 실리콘 양은 와트 피크 당 16그램에서 6그램으로 감소했다.같은 기간 c-Si 웨이퍼 두께는 300μm, 즉 마이크론에서 약 160–190μm로 줄었다.결정 실리콘 웨이퍼는 오늘날 400 μm 정도였던 1990년의 두께에 비해 40%밖에 되지 않는다.[citation needed]결정 실리콘 주괴를 웨이퍼에 얇게 썰어주는 톱질 기술도 연석 손실을 줄이고 실리콘 톱밥 재활용을 용이하게 해 개선됐다.[48][49]

재료 및 에너지 효율을 위한 핵심 매개변수
매개변수 모노시 CdTe
세포효율 16.5% 15.6%
셀과 모듈 효율성 저하 8.5% 13.9%
모듈 효율 15.1% 13.4%
웨이퍼 두께/층 두께 190 μm 4.0 μm
케르프 손실 190 μm –
셀당 은화 9.6g/m2 –
유리두께 4.0 mm 3.5mm
작동 수명 30년 30년
출처: IEA-PVPS, 라이프 사이클 평가, 2015년[50] 3월

1세대 PV의 영향

결정 실리콘 모듈은 가장 일반적으로 사용되기 때문에 LCA 측면에서 가장 광범위하게 연구된 PV 유형이다.모노크리스탈린 실리콘 태양광 시스템(모노시)의 평균 효율은 14.0%[51]이다.전지는 전극, 반반사필름, n층, p층, 백전극의 구조를 따르는 경향이 있으며, 태양은 전극에 부딪힌다.EPBT의 범위는 1.7년에서 2.7년이다.[52]CO-eq2/kWh 크래들 대 게이트의 범위는 37.3 - 72.2g이다.[53]

다결정 실리콘(멀티시) 광전지를 생산하는 기법은 모노시보다 간단하고 저렴하지만, 평균 [51]13.2%의 효율이 낮은 셀을 만드는 경향이 있다.EPBT의 범위는 1.5년에서 2.6년이다.[52]CO-eq2/kWh 크래들 ~ 게이트의 범위는 28.5 ~ 69g이다.[53]

다음 국가들이 유럽과 같이 높은 품질의 그리드 인프라를 갖추고 있다고 가정하면, 2020년 캐나다 오타와에서 옥상 태양광 발전 시스템이 그 안에 있는 모듈(은, 유리, 마운트 및 기타 부품 제외)의 실리콘 제조에 필요한 만큼의 에너지를 생산하는 데 1.28년이 걸릴 것으로 계산되었다.이탈리아 카타니아에서는 0.97년, 인도에서는 0.4년.순 그리드 효율성이 낮은 유럽 이외의 지역에서는 시간이 더 걸릴 것이다.이 '에너지 회수 시간'은 에너지 생산이 오염되고 있는 모듈의 유용한 수명 동안 시간의 일부로 볼 수 있다.기껏해야 30년 된 패널이 생애의 97% 동안 청정에너지를 생산해 왔거나, 태양광 패널의 모듈 내 실리콘이 같은 에너지(많은 것을 가정하고 무시하는) 석탄화력발전소보다 온실가스를 97% 적게 배출하는 것을 의미한다.[40]일부 연구는 EPBT와 GWP를 넘어 다른 환경적 영향을 검토했다.그러한 한 연구에서, 그리스의 전통적인 에너지 혼합은 다시 PV와 비교되었고 발암물질, 환경독성, 산성화, 항영양화 및 기타 11개를 포함한 전체적인 영향의 95%를 감소시키는 것을 발견했다.[54]

2세대 영향

카드뮴 텔루라이드(CdTe)는 2세대 소자로 통칭되는 가장 빠르게 성장하는 박막 기반 태양전지 중 하나이다.이 새로운 박막 소자는 기존의 Si 소자와 유사한 성능 제한(쇼클리-퀴서 효율 한계)을 공유하지만, 제조 시 재료와 에너지 소비량을 모두 줄여 각 소자의 비용을 낮출 것을 약속한다.cdte의 세계 시장 점유율은 2008년 4.7%에 달했다.[37]이 기술의 최고 전력 변환 효율은 21%[55]이다.셀 구조는 유리 기질(약 2mm), 투명 도체층, CdS 완충층(50~150nm), CdTe 흡수기 및 금속 접촉층을 포함한다.

CdTe PV 시스템은 단위 전력 생산당 다른 상용 PV 시스템보다 생산에 더 적은 에너지 입력을 요구한다.평균 CO-eq2/kWh는 약 18g(크래들 대 게이트)이다.CdTe는 모든 상용 PV 기술 중 가장 빠른 EPBT를 가지고 있으며 0.3년에서 1.2년 사이에 차이가 난다.[56]

실험기술

결정 실리콘 광전지는 PV의 한 종류에 불과하며, 그것들이 현재 생산되는 태양전지의 대부분을 대표하지만, 미래 에너지 수요를 충족시키기 위해 확장될 잠재력을 가진 많은 새롭고 유망한 기술들이 있다.2018년 현재 결정 실리콘 셀 기술은 단결정질, 멀티크리스탈린, 모노 PERC, 분기형 등 몇 가지 PV 모듈 유형의 기초 역할을 한다.[57]

또 다른 새로운 기술인 박막 PV는 반도체 성질을 가진 광물인 페로브스카이트의 반도체 층을 진공상태의 기질에 투하하여 제조된다.기질은 유리나 스테인리스강인 경우가 많으며, 이러한 반도체 층은 카드뮴 텔루라이드(CdTe), 구리 인듐 이셀레니드(CIS), 구리 인듐 갈륨 이셀레니드(CIGS), 아모르퍼스 실리콘(a-Si) 등 여러 종류의 재료로 이루어져 있다.기질에 침전된 후 레이저 낙서에 의해 반도체 층이 전기 회로에 의해 분리되고 연결된다.[58][59]페로브스카이트 태양전지는 매우 효율적인 태양에너지 변환기로 태양광 용도의 광전자 성질이 우수하지만, 실험실 크기의 셀에서 대형 면적 모듈까지 업스케일링하는 것은 여전히 연구 중에 있다.[60]실리콘 기반 웨이퍼에 비해 박막으로 구성된 모듈 제조에 필요한 재료 요건과 비용이 감소했기 때문에 박막 태양광 소재는 미래에 매력적일 수 있다.[61]옥스포드, 스탠퍼드 등지의 2019년 대학 연구실에서는 페로브스카이트 태양전지의 효율이 20~25%[62]라고 보고했다.

기타 가능한 미래 PV 기술로는 유기, 염료감지 및 양자점 광전자가 있다.[63]유기 태양광 발전(OPV)은 박막 제조 범주에 속하며, 일반적으로 실리콘 기반 PV에서 볼 수 있는 12~21%보다 낮은 12%의 효율 범위에서 작동한다.유기 태양광 발전은 매우 높은 순도를 필요로 하고 상대적으로 반응성이 높기 때문에 캡슐화해야 하는데, 이는 제조 원가를 크게 증가시키고 대규모로 상승시킬 수 없다는 것을 의미한다.염료 감응형 PV는 OPV와 효율이 유사하지만 제조가 상당히 용이하다.그러나 이러한 염료감응형 광전기는 액체 전해질이 독성이 있고 잠재적으로 세포에서 사용되는 플라스틱에 침투할 수 있기 때문에 저장 문제를 야기한다.양자점 태양전지는 솔루션 처리로, 잠재적으로 확장성이 있지만 현재 12%의 효율로 최고조에 달하고 있다.[60]

CIGS(Copper Indium gallium selenide, CIGS)는 찰카피라이트 반도체의 CIS(Copper Indium diselenide) 계열을 기반으로 한 박막 태양전지다.CIS와 CIGS는 CIS/CIGS 커뮤니티 내에서 서로 교환하여 사용하는 경우가 많다.세포 구조는 소다 라임 유리를 기질로, Mo 레이어는 후면 접촉으로, CIS/CIGS는 흡수기로, 카드뮴 황화물(CdS) 또는 Zn(S,OH)x는 완충층으로, ZnO:알이 앞쪽 접점으로.[64]CIGS는 기존 실리콘 태양전지 기술의 약 100분의 1 두께다.조립에 필요한 재료는 쉽게 구할 수 있으며, 태양전지 1와트당 비용이 덜 든다.CIGS 기반 태양광 장치는 시간이 지남에 따라 성능 저하에 저항하며 현장에서 매우 안정적이다.

보고된 지구온난화 잠재 영향은 다양한 일조 조사(1,700~22,200kWh/m/y) 및 전력 변환 효율성(7.8~9.12%)[65]에서 발생하는 20.5~58.8g CO-eq2/kWh이다.EPBT의 범위는 0.2년에서 1.4년까지이며 [56]EPBT의 조화 값은 1.393년으로 나타났다.[43]독성은 카드뮴과 갈륨을 함유하고 있기 때문에 CIGS 모듈의 완충층 내에서 문제가 되고 있다.[38][66]CIS 모듈에는 중금속이 없다.

3세대 PV는 1세대와 2세대 모두 장점을 결합하도록 설계됐으며 1세대와 2세대 PV 전지의 이론적 한계인 쇼클리-퀴서 한계가 없다.3세대 장치의 두께는 1μm 미만이다.[67]

새로운 대안이자 유망한 기술 중 하나는 메틸람모늄 납 할로브스카이트로 만들어진 유기농 하이브리드 태양전지를 기반으로 하고 있다.페로브스카이트 PV 전지는 지난 몇 년간 급속도로 발전하여 PV 연구에 가장 매력적인 분야 중 하나가 되었다.[68]그 세포 구조(불소, 주석doped 인듐 o. 주석 산화물에 약 금속 등 접촉(는 알, 금이나 Ag을 만든다), 구멍 전송 계층(spiro-MeOTAD, P3HT, PTAA, CuSCN, CuI, 또는 NiO), 그리고 업소버 계층(CH3NH3PbIxBr3-x, CH3NH3PbIxCl3-x 또는 CH3NH3PbI3), 전자 전송 계층(TiO, ZnO, 알루미나나 2)과 최고의 접촉 계층을 포함한다xide cm이다.

페로브스카이트 태양전지의 환경적 영향을 다루는 제한된 수의 발표된 연구들이 있다.[68][69][70]주요한 환경 문제는 흡수기 층에 사용되는 납이다.페로브스카이트 셀 납의 불안정성으로 인해 사용 단계에서 결국 민물에 노출될 수 있다.이러한 LCA 연구는 페로브스카이트 태양 전지의 인간과 생태독성을 조사했고 그것들이 놀라울 정도로 낮았고 환경 문제가 아닐 수도 있다는 것을 발견했다.[69][70]페로브스카이트 PV의 지구 온난화 가능성은 CO-eq2/kWh의 전기 생산 범위 24~1500g으로 밝혀졌다.마찬가지로, 발표된 논문의 EPBT도 0.2년에서 15년 사이였다.보고된 값의 범위가 크면 이러한 연구와 관련된 불확실성을 강조한다.Celik 외 연구진(2016)은 페로브스카이트 PV LCA 연구에서 도출된 가정에 대해 비판적으로 논의하였다.[68]

두 가지 유망한 박막 기술은 구리 아연 주석 황화물(CuZnSnS24 또는 CZTS),[38] 아연 인산염(ZnP32),[38] 단벽 탄소 나노 튜브(SWCNT)이다.[71]이 얇은 필름들은 현재 연구실에서만 생산되고 있지만 앞으로 상용화될 수도 있다.CZTS와 (ZnP32) 공정의 제조는 각각 CIGS와 CdTe의 기존 박막 기술과 유사할 것으로 예상된다.SWCNT PV의 흡수기 층은 CoMoCAT 방식으로 합성될 것으로 기대되는 반면,[72] CIGS와 CdTe와 같은 기존 박막과는 반대로 CZTS, ZnP32, SWCNT PV는 지구가 풍부하고 독성이 없으며 현재 전 세계 소비량보다 더 많은 전기를 생산할 수 있는 잠재력이 있다.[73][74]CZTS와 ZnP는32 이러한 이유로 좋은 전망을 제공하지만, 그들의 상업적 생산에 대한 구체적인 환경적 영향은 아직 알려지지 않았다.CZTS와 ZnP의32 지구온난화 잠재력은 38g과 30g의 CO-eq2/kWh가 각각 1.85년과 0.78년으로 조사되었다.[38]전반적으로 CdTe와 ZnP는32 환경 영향은 유사하지만, CIGS와 CZTS를 약간 능가할 수 있다.[38]기존 1% 효율적 장치와 이론적 28% 효율적 장치를 포함한 Celik 등이 SWCNT PV의 환경 영향에 관한 연구에서는 단결정 Si에 비해 1% SWCNT의 환경적 영향이 3년의 짧은 수명으로 인해 ~18배 더 높은 것으로 나타났다.[71]

유기 및 폴리머 광전(OPV)은 비교적 새로운 연구 분야다.전통적인 OPV 세포 구조 레이어는 반투명 전극, 전자 차단 레이어, 터널 접합부, 구멍 차단 레이어, 전극으로 구성되며, 태양이 투명한 전극에 부딪친다.OPV는 은을 전극 재료로 대체하여 제조 원가를 낮추고 환경 친화적으로 만든다.[75]OPV는 유연하고 저중량이며 대량 생산을 위한 롤투롤 제조와 잘 작동한다.[76]OPV는 "에너지 지불 시간을 가능하게 하는 단순한 인쇄 장비에서 주변 처리 조건만을 사용하여 매우 낮은 처리 온도를 통해 극히 낮은 구현 에너지에 결합된 풍부한 요소만 사용한다."[77]현재 효율성은 1~6.[41][78]5%에 이르지만 이론적 분석 결과 효율성이 10%를 넘을 것으로 보인다.[77]

OPV의 많은 다른 구성이 각 층에 대해 서로 다른 재료를 사용하여 존재한다.OPV 기술은 EPBT가 현재 작동 수명을 단축하더라도 기존 PV 기술과 어깨를 나란히 한다.2013년 연구에서는 효율 2%의 12가지 구성을 모두 분석했으며, EPBT의 범위는 PV 1m에2 대해 0.29년에서 0.52년까지였습니다.[79]OPV의 평균 CO-eq2/kWh는 54.922g이다.[80]

토지가 제한될 수 있는 곳에서는 PV를 부유식 태양열로 배치할 수 있다.2008년 파니엔테 와이너리는 130개의 폰툰에 994개의 태양광 패널을 설치해 와이너리의 관개 연못에 띄워 세계 최초의 '플로라토볼타' 시스템을 개척했다.[81][82]설치의 이점은 패널이 육지에 있을 때보다 낮은 온도로 유지되어 태양 에너지 변환 효율이 높다는 것이다.부유판도 증발에 의해 유실되는 물의 양을 줄이고 조류의 성장을 억제한다.[83]

집광기 광전지는 기존 평판형 PV 시스템과는 달리 렌즈와 곡선 거울을 이용해 작지만 효율이 높은 다중접합 태양전지에 햇빛을 집중시키는 기술이다.이러한 시스템은 효율을 높이기 위해 때때로 태양열 선로와 냉각 시스템을 사용한다.

경제학

참고 항목:태양광 발전 시스템 § 비용 및 경제

출처: 살구스[84]

수년 동안 태양광 기술의 기본 비용, 산업 구조 및 시장 가격에 큰 변화가 있어 왔으며, 전 세계적으로 산업 가치 사슬 전반에 걸쳐 일어나는 변화에 대한 일관된 그림을 얻는 것이 과제다.그 이유는 다음과 같다: "비용과 가격 변동의 신속성, 다수의 제조 공정을 수반하는 PV 공급망의 복잡성, 완전한 PV 시스템과 관련된 시스템 균형(BOS)과 설치 비용, 서로 다른 유통 채널의 선택, PV가 존재하는 지역 시장 간의 차이.배치 중".더 복잡한 것은 다양한 국가에서 태양광 발전 상용화를 촉진하기 위해 시행된 많은 다양한 정책 지원 이니셔티브에서 비롯된다.[2]

재생 에너지 기술은 발명 이후 일반적으로 값이 싸졌다.[85][86][87]특히 풍력 및 태양 에너지 기술의 발달로 인해 재생 에너지 시스템은 전 세계의 화석 연료 발전소보다 건설 비용이 저렴해졌다.[88]

하드웨어 비용

1977년 이후 재래식(c-Si) 태양전지의 와트당 가격

1977년 결정 실리콘 태양전지 가격은 76.67달러였다.[89]

2000년대 초반 독일과 스페인의 높은 수요와 폴리실리콘 부족 등으로 도매 모듈 가격이 3.50~4.00달러 선에서 보합세를 유지했지만 2008년 시장 붕괴 이후 스페인 보조금 지급이 갑자기 끝나면서 수요가 급감했고 가격은 2.00달러 선까지 급락했다.제조업체들은 혁신과 비용 절감으로 50%의 수익 감소에도 불구하고 긍정적인 영업마진을 유지할 수 있었다.2011년 말 결정 실리콘 태양광 모듈의 공장 게이트 가격이 갑자기 1.00달러/W 이하로 떨어지면서 업계의 많은 회사들이 놀라움을 샀고, 전 세계적으로 수많은 태양광 제조 회사들이 도산하고 있다.PV 산업에서는 흔히 1.00달러/W 비용이 PV에 대한 그리드 패리티의 달성을 나타내는 것으로 간주되지만, 대부분의 전문가들은 이 가격 포인트가 지속가능하다고 생각하지 않는다.기술 발전, 제조 공정 개선, 산업 재구조화는 추가적인 가격 인하가 가능하다는 것을 의미할 수 있다.[2]솔라버즈 그룹이 감시한 태양전지 평균 소매가는 2011년 한 해 동안 와트당 3.50달러에서 와트당 2.43달러로 떨어졌다.[90]2013년 도매 가격은 0.74달러/W로 떨어졌다.[89]이는 '스완슨의 법칙'을 뒷받침하는 증거로 거론되는데, 이는 산업용량이 두 배로 늘어날 때마다 태양전지 가격이 20% 하락한다고 주장하는 유명한 무어의 법칙과 유사한 관측이다.[89]프라운호퍼 연구소는 '학습률'을 1980년에서 2010년 사이에 약 25%인 누적 생산량이 두 배로 증가하면서 가격 하락으로 정의하고 있다.모듈 가격이 빠르게 하락했지만 현재 인버터 가격은 훨씬 낮은 비율로 하락했고, 2019년에는 2000년대 초반의 분기점에서 kWp당 비용의 61% 이상을 차지한다.[40]

위에서 언급한 가격은 베어 모듈용이며, 모듈 가격을 확인하는 또 다른 방법은 설치 비용을 포함하는 것이다.미국의 태양광산업협회에 따르면 주택 소유자를 위한 옥상 PV 모듈 설치 가격은 2006년 9.00달러에서 2011년 5.46달러로 떨어졌다.산업시설에서 지불하는 가격을 포함하면, 국가 설치 가격은 3.45달러/W로 떨어진다.이는 독일의 주택소유자 옥상 설치 비용이 평균 2.24달러인 세계 다른 곳보다 현저하게 높은 수준이다.비용 차이는 주로 미국의 더 높은 규제 부담과 국가 태양열 정책의 부족에 근거한 것으로 생각된다.[91]

2012년 말까지 중국 제조업체들은 가장 저렴한 모듈에서 0.50달러/W의 생산비를 가지고 있었다.[92]일부 시장에서는 이러한 모듈의 유통업자가 상당한 마진을 얻을 수 있으며, 공장 관문 가격으로 구입하고 시장이 지원할 수 있는 가장 높은 가격으로 판매할 수 있다('가치 기반 가격 책정').[2]

캘리포니아에서 PV는 2011년에 그리드 패리티에 도달했는데, 이는 보통 소매 전기 가격 이하에서 PV 생산 비용으로 정의된다(그러나 여전히 분배 및 기타 비용이 없는 석탄 또는 가스 화력 발전소의 발전소 가격을 상회하는 경우가 많다).[93]2014년 19개 시장에서 그리드 패리티에 도달했다.[94][95]

평준화 전기비

LCOE(Levelated cost of electric)는 프로젝트 수명에 걸쳐 분산된 비용에 근거한 kWh당 비용이며, 와트수당 가격보다 실행가능성을 계산하는 데 더 좋은 지표로 생각된다.LCOE는 위치에 따라 극적으로 다르다.[2]LCOE는 전력회사가 새로운 발전소에 대한 투자에서 균등하게 벗어나기 위해 고객들이 전력회사에 지불해야 할 최저가로 간주될 수 있다.[5]그리드 패리티는 LCOE가 기존 지역 그리드 가격과 유사한 가격으로 하락할 때 대략 달성되지만, 실제로는 계산이 직접 비교될 수는 없다.[96]2011년 캘리포니아에서 대규모 산업용 PV 설치는 그리드 패리티에 도달했다.[87][96]옥상 시스템에 대한 그리드 패리티는 여전히 현시점에서 훨씬 멀리 떨어져 있다고 여겨졌다.[96]많은 LCOE 계산은 정확하지 않다고 생각되며, 많은 양의 가정이 필요하다.[2][96]모듈 가격은 더 떨어질 수 있고, 태양열을 위한 LCOE는 그에 상응하여 미래에 하락할 수 있다.[97]

하루의 경과에 따라 에너지 수요는 오르락내리락하고, 태양열은 해가 지는 것에 의해 제한되기 때문에, 태양열 발전 회사도 계통을 안정시키기 위해 그리드에 보다 안정적인 대체 에너지 공급을 하거나, 에너지를 어떻게든 저장하는 데 드는 추가 비용을 고려해야 한다(현재의 배터리 기술은 그럴 수 없다.충분한 전력을 저장한다.이러한 비용은 LCOE 계산에 반영되지 않으며, 태양열 발전 구매를 더 매력적으로 만들 수 있는 특별 보조금이나 보험료도 고려되지 않는다.[5]태양광과 풍력 발전의 비신뢰성과 일시적 변화는 큰 문제다.이러한 휘발성 전력원의 너무 많은 양은 전체 그리드의 불안정성을 야기할 수 있다.[98]

2017년 기준 미국에서는 0.05달러/kWh 미만 태양광 발전소의 전력구매 약정 가격이 일반적이며, 일부 페르시아만 국가에서는 최저 입찰가가 0.03달러/kWh 정도였다.[99]미국 에너지부의 목표는 전력회사용 태양광 발전용 에너지 비용 0.03달러/kWh를 달성하는 것이다.[100]

보조금 및 자금조달

태양광 발전 시스템을 설치·운영하기 위해 전기 소비자에게 공급관세(FIT) 등 태양광 발전용 금융 인센티브가 제공되는 경우가 많은데, 일부 국가에서는 이러한 보조금만이 태양광 발전기가 경제적으로 수익을 낼 수 있는 유일한 방법이다.독일의 FIT 보조금은 보통 kWh의 일반 소매 가격(0.05)보다 0.13유로 정도 높다.[101]PV FIT는 업계의 채택에 결정적이며 2011년 현재 50개 이상의 국가에서 소비자가 이용할 수 있다.독일과 스페인은 PV에 대한 보조금 지급과 관련해 가장 중요한 국가였고, 이들 국가의 정책은 과거 수요를 견인했다.[2]일부 미국 태양전지 제조회사들은 PV모듈 원가 하락이 중국 정부의 보조금 지급으로 이뤄졌고, 이들 제품을 공정시장 가격 이하로 덤핑한 데 대해 거듭 불만을 표시했다.미국 제조업체들은 일반적으로 외국산 공급품에 높은 관세를 부과하여 수익을 유지할 것을 권고하고 있다.이런 우려에 오바마 행정부는 2012년부터 국내 제조업체들의 가격 인상을 위해 이들 제품의 미국 소비자에게 관세를 부과하기 시작했다.[2]트럼프 행정부 들어 미국 정부는 태양광 모듈 교역을 제한하기 위해 미국 소비자들에게 추가 관세를 부과했다.[citation needed]그러나 미국은 또한 이 산업에 보조금을 지급하여 소비자들에게 모듈 구매에 대한 연방 세액 공제 30%를 제공한다.하와이 연방과 주 정부 보조금은 설치 비용의 3분의 2까지 삭감된다.[91]

일부 환경론자들은 PV 생산 전력의 비용을 훨씬 더 빠르게 감소시키기 위해 PV 제조 산업을 자유 시장에서 화석 연료와 경쟁할 수 있는 수준으로 확장하기 위해 정부 인센티브가 사용되어야 한다는 생각을 장려했다.이는 제조능력이 두 배로 늘면 규모의 경제가 태양광 제품의 가격을 절반으로 떨어뜨린다는 이론에 따른 것이다.[5]

많은 국가에서 PV 프로젝트를 개발하기 위한 자본 접근성이 부족하다.이를 해결하기 위해 태양광 발전 사업의 개발을 가속화하기 위해 증권화가 제안됐다.[93][102]예를 들어 솔라시티는 2013년 미국 최초로 태양광 산업에 대한 자산 지원 보안을 제공했다.[103]

기타

태양광 발전도 에어컨 사용이 많은 전기시스템에서 최대 수요(준비)에 가까운 시간대에 발생한다.대규모 PV 운영은 회전 예비량의 형태로 백업이 필요하므로, PV가 전기를 발생시킬 때 한낮에 발생하는 한계 발전 비용은 일반적으로 최저가지만 0은 아니다.이는 본 문서의 그림 1에서 확인할 수 있다.[104]그리드에 네트워크로 연결된 사설 PV 설비를 가진 주거용 부동산의 경우, 소유자는 밤보다 낮에 더 많은 전기를 사용할 수 있기 때문에 발전 시간이 포함되었을 때 추가 돈을 벌 수 있을 것이다.[105]

2012년 한 기자는 석탄 화력에서 나오는 이산화탄소 배출에 대해 50달러/ton의 가산세를 부과함으로써 미국인들의 에너지 요금이 인상되었다면, 이는 태양열 PV가 대부분의 지역에서 소비자들에게 더 비용 경쟁력이 있어 보일 수 있다는 이론을 세웠다.[90]

성장

주요기사 : 태양광 발전 성장
1992년 이후 준로그 플롯에서의 광전지의 세계적인 성장

태양광 발전은 글로벌 영량학 연구에서 조사된 7가지 지속 가능한 에너지 유형 중 가장 큰 연구 기구를 형성했으며, 연간 과학 생산량은 2011년 9094개에서 2019년 14,447개로 증가했다.[106]

마찬가지로 태양광의 적용은 빠르게 성장하고 있으며 2018년까지 전 세계 설치용량은 약 515기가와트(GW)에 이른다.[107]한 해 동안의 세계 PV 용량의 총 전력 생산량은 현재 500 TWh를 넘는다.이는 전 세계 전력 수요의 2%에 해당한다.100개 이상의 국가가 태양열 PV를 사용한다.[108][109]중국은 미국과 일본이 그 뒤를 잇고 있고, 한때 세계 최대 생산국이었던 독일의 설비도 둔화되고 있다.

온두라스는 2019년 태양광 발전 비중이 14.8%[110]로 가장 높았다.베트남은 2019년 기준 동남아시아에서 설치 용량이 약 4.5GW로 가장 높다.[111]연간 약 90W의 연간 설치율은 베트남을 세계 정상 가운데 두고 있다.[111]베트남의 태양광 발전 붐이 가능해진 데는 관대한 사료관세(FIT)와 면세 등 정부 지원 정책이 핵심이었다.에너지 자급률을 높이려는 정부의 의욕과 지역 환경 질에 대한 국민의 요구가 기저에 깔려 있다.[111]

주요 장벽은 제한된 전송 그리드 용량이다.[111]

국제에너지기구(IEIA) 자료에 따르면 중국은 2020년 말 설치용량 253GW로 유럽연합(EU)의 약 151GW에 비해 세계 최대 규모다.(https://www.reuters.com/business/energy/china-add-55-65-gw-solar-power-capacity-2021-industry-body-2021-07-22/)

2019년 상위 10개 PV 국가(MW)
2019년 설치 및 총 태양광 발전 용량(MW)[112]
# 나라 총 용량 추가된 용량
1 China 중국 204,700 30,100
2 United States 미국 75,900 13,300
3 Japan 일본. 63,000 7,000
4 Germany 독일. 49,200 3,900
5 India 인도 42,800 9,900
6 Italy 이탈리아 20,800 600
7 Australia 호주. 15,928 3,700
8 United Kingdom 영국 13,300 233
9 South Korea 대한민국. 11,200 3,100
10 France 프랑스. 9,900 900

데이터: 2020년[112] 4월 글로벌 PV 시장 보고서 IEA-PVSS냅샷
전체 및 연속 업데이트 목록은 국가별 태양열 발전도 참조하십시오.

2017년에는 2030년까지 글로벌 PV 설치 용량이 3,000에서 1만 GW 사이가 될 가능성이 높다고 생각되었다.[99]2010년 그린피스는 전 세계 1,845GW의 PV 시스템이 2030년까지 연간 약 2,646 TWh의 전기를 생산할 수 있으며 2050년까지 전체 전력의 20% 이상이 PV에 의해 공급될 수 있다고 주장했다.[113]

적용들

광전계통

주요 기사:광전계통

태양광 발전 시스템 또는 태양열 발전 시스템은 태양광 발전기를 이용하여 사용 가능한 태양 에너지를 공급하도록 설계된 전력 시스템이다.햇빛을 흡수하고 직접 전기로 변환하기 위한 태양 전지판, DC에서 AC로 전류를 변화시키기 위한 태양 인버터, 장착, 케이블 연결 및 기타 전기 부속품을 포함한 여러 구성품이 배치되어 있다.PV 시스템은 용량이 몇 킬로와트부터 수십 킬로와트까지 소형, 루프탑 장착형 또는 건물 통합형 시스템부터 수백 메가와트의 대규모 유틸리티 규모의 발전소에 이르기까지 다양하다.오늘날 대부분의 PV 시스템은 그리드로 연결되어 있는 반면, 독립형 시스템은 시장의 작은 부분만을 차지한다.

  • 옥상 및 건물 통합 시스템
하프타임 주택 옥상 PV
광전지 어레이는 종종 건물과 관련된다. 건물과 통합되거나, 건물 위에 장착되거나, 지상에 가까운 곳에 장착된다.옥상 PV 시스템은 대부분 기존 건물로 개조되며, 대개 기존 지붕 구조물의 상단 또는 기존 벽면에 장착된다.또는 배열을 건물과 별도로 배치하되 케이블을 통해 건물 전원을 공급할 수 있다.건물 일체형 태양광 발전(BIPV)이 전력의 주요 또는 보조 공급원으로서 새로운 국내 및 산업용 건물의 지붕이나 벽면에 점점 더 많이 통합되고 있다.[114]PV 셀이 통합된 기와도 가끔 사용된다.옥상에 설치된 태양광 패널은 공기가 순환할 수 있는 개방된 틈새가 있다면 낮에는 건물에 수동 냉각 효과를 제공할 수 있고, 밤에는 축적된 열을 그대로 유지할 수 있다.[115]일반적으로 주거용 옥상 시스템은 약 5~10kW의 작은 용량을 가지고 있는 반면 상업용 옥상 시스템은 수백kW에 달하는 경우가 많다.옥상 시스템은 지상 장착형 유틸리티 규모의 발전소보다 훨씬 작지만, 전세계 설치 용량의 대부분을 차지한다.[116]
  • 태양광 복합 태양열 집열기
태양광 복합 태양열 집열기(PVT)는 태양 방사선을 열과 전기 에너지로 변환하는 시스템이다.이들 시스템은 햇빛을 전기로 변환하는 태양열전지를 태양열 집열기와 결합해 남은 에너지를 포착하고 PV 모듈에서 폐열을 제거한다.전기와 열을 모두 포착하면 이러한 장치는 높은 엑서지를 가질 수 있고 따라서 태양열이나 태양열에만 비해 전체적인 에너지 효율이 더 높다.[117][118]
  • 발전소
토파즈 태양열 농장의 위성 이미지
전 세계적으로 많은 유틸리티 규모의 태양열 농장이 건설되었다.2011년에는 579메가와트(MWAC)의 솔라스타 프로젝트가 제안되었고, 향후에는 미국 기업 퍼스트 솔라(First Solar)가 씬 필름 PVAC 기술인 CdTe(CdTe) 모듈을 사용하여 550MW의 용량을 가진 사막 일조 농장과 토파즈 솔라팜이 건설할 예정이다.세 개의 발전소는 모두 캘리포니아 사막에 위치하게 될 것이다.[119]2015년 솔라스타 사업이 완공됐을 때 당시 세계 최대 규모의 태양광발전소였다.[120]
  • 애그리볼틱스
주요 기사:아그리볼타이
태양열 발전과 농업의 통합을 시도하는 실험적인 태양열 농장이 전 세계적으로 많이 설립되었다.이탈리아의 한 제조업체는 기존의 고정식 장착 시스템보다 더 많은 전기를 발생시키기 위해 하늘을 가로지르는 태양의 일일 경로를 추적하는 설계를 추진했다.[121]
  • 농촌전기화
많은 마을들이 전력망으로부터 5킬로미터 이상 떨어져 있는 개발도상국들은 광전기를 점점 더 이용하고 있다.인도의 외진 곳에서는 시골지역 조명 프로그램이 등유 램프를 대체할 태양열 LED 조명을 제공하고 있다.태양열 전등은 몇 달 동안 등유를 공급한 가격에 팔렸다.[122][123]쿠바는 전력망을 벗어난 지역에 태양 에너지를 공급하기 위해 노력하고 있다.[124]태양 에너지를 오프 그리드 방식으로 사용하는 보다 복잡한 애플리케이션에는 3D 프린터가 포함된다.[125]RepRap 3D 프린터는 지속 가능한 개발을 위해 분산 제조가 가능한 태양광 발전 기술을 탑재했다.[126]수익성 부족으로 인도주의적 노력에 밀려났지만, 이러한 사회적 비용과 혜택이 일조하기 위한 훌륭한 사례를 제공하는 분야들이다.그러나 1995년 태양열 농촌 전기화 사업은 경제 사정이 좋지 않고 기술적 지원이 부족하며, 남북간 기술이전의 숨은 동기가 남아 있어 지속하기 어려운 것으로 나타났다.[127]
  • 독립 실행형 시스템
10여 년 전까지만 해도 PV는 계산기와 새로움 장치에 동력을 공급하기 위해 자주 사용되었다.집적회로와 저전력 액정표시장치(LCD)의 개선으로 배터리 교체 사이에 몇 년 동안 그러한 장치에 전원을 공급할 수 있게 되어 PV 사용이 일반적이지 않게 되었다.이와는 대조적으로, 태양열 원격 고정 장치는 최근 상당한 연결 비용이 그리드 전력을 엄청나게 비싸게 만드는 장소에서 사용이 증가하고 있다.그러한 애플리케이션에는 태양광 램프, 냉각수 펌프,[128] 주차 미터, [129][130]비상 전화, 쓰레기 압축기,[131] 임시 교통 표지판, 충전소,[132][133] 원격 감시 초소 및 신호가 포함된다.
  • 운송 중
솔라 임펄스 2호, 태양열 항공기
PV는 전통적으로 우주 전력에 사용되어 왔다.PV는 운송 애플리케이션에서 동력 전달을 위해 거의 사용되지 않지만, 보트와 자동차에서 보조 동력을 제공할 수 있다.일부 자동차에는 태양열 에어컨이 장착된다.[134]자급제 태양열 차량은 전력과 유틸리티가 제한되지만 태양열 충전 전기 자동차는 운송을 위해 태양열 에너지를 사용할 수 있다.태양열 자동차, 보트[135], 비행기는[136] 태양열 자동차로 가장 실용적이고 가능성이 높은 것으로 입증되었다.[137]스위스의 태양열 항공기 솔라 임펄스 2는 역사상 가장 긴 논스톱 단독 비행을 달성했고, 2016년 세계 최초로 태양열로 움직이는 공중 순환 비행을 완료했다.
  • 통신 및 신호
태양열 PV 전력은 지역 전화 교환, 라디오 및 TV 방송, 마이크로파 및 기타 형태의 전자 통신 링크와 같은 통신 애플리케이션에 이상적으로 적합하다.대부분의 통신 애플리케이션에서 저장 배터리는 이미 사용되고 있으며 전기 시스템은 기본적으로 DC이기 때문이다.구릉지대와 산악지형에서는 지형변화로 인해 라디오와 TV 신호가 막히거나 반사되어 도달하지 못할 수 있다.이들 위치에는 저전력 송신기(LPT)가 설치되어 지역 인구를 위한 신호를 수신하고 재전송한다.[138]
  • 우주선 응용
주노 태양열 집열
우주선의 태양 전지판은 보통 센서, 능동적인 냉난방, 통신을 작동시키는 유일한 동력원이다.배터리는 태양 전지판이 그늘에 있을 때 사용하기 위해 이 에너지를 저장한다.어떤 곳에서는 이 동력이 우주선 추진력, 즉 전기 추진력에도 사용된다.[139]우주선은 1958년 미국이 발사했던 뱅가드 1호 위성에 사용된 실리콘 태양전지를 시작으로 가장 초기의 태양광 발전 분야 중 하나였다.[140]그 이후로, 태양 에너지는 메신저 탐사선부터 수성 탐사선, 주노 탐사선, 목성 탐사선만큼 태양계에서 멀리 떨어진 곳에 이르는 임무에 사용되어 왔다.우주에서 비행하는 가장 큰 태양열 발전 시스템은 국제 우주 정거장의 전기 시스템이다.대표적인 우주선 태양전지 패널은 1kg당 생성되는 전력을 높이기 위해 갈륨비소(GaAs)와 기타 반도체 재료로 만든 고비용 고효율 밀착형 직사각형 다중접합 태양전지를 사용한다.[139]
  • Specialty Power Systems
또한 광전기는 고온의 물체에 대한 에너지 변환 장치로 통합될 수 있으며, 이질적인 가연체와 같은 복사성이 선호된다.[141]
  • 실내 태양광 발전(IPV)
실내 태양광 발전은 스마트 센서, 통신 장치 등 사물인터넷에 전력을 공급할 수 있는 잠재력을 갖고 있어 전력 소비, 독성, 유지보수 등 배터리 제한에 대한 해결책이 마련된다.LED나 형광등과 같은 주변 실내 조명은 작은 전자장치나 저전력 수요가 있는 장치에 전력을 공급하기에 충분한 방사선을 방출한다.[142]이러한 애플리케이션에서 실내 태양광 발전은 무선 네트워크의 안정성을 개선하고 수명을 늘릴 수 있을 것이며, 특히 향후 몇 년 안에 설치될 무선 센서의 수가 상당히 많아질 것이다.[143]
태양 방사선에 접근할 수 없기 때문에 실내 태양광 발전소에서 수확한 에너지의 강도는 보통 일조량보다 크기가 3배 정도 작아 태양광 전지의 효율성에 영향을 미친다.실내 빛 수확을 위한 최적의 밴드 간격은 약 1.9-2 eV이며, 실외 빛 수확을 위한 최적의 밴드 간격은 1.4 eV이다.최적 대역 간극의 증가는 또한 더 큰 개방 회로 전압(VOC)을 초래하여 효율에도 영향을 미친다.[142]시장에서 가장 보편적인 유형의 태양광 셀인 실리콘 광전지는 주변 실내 빛을 채취할 때 약 8%의 효율에 도달하는 데 그쳐 태양빛 효율이 26%에 이른다.결정체에 비해 대역 간극이 1.6 eV로 넓어 실내 빛 스펙트럼 포착에 더 적합하기 때문에 가능한 대안이 무형실리콘 a-Si이다.[143]
그 밖에 실내 태양광 발전용 유망 소재와 기술로는 박막 소재, III-V 경수기, 유기 태양광(OPV), 페로브스카이트 태양전지 등이 있다.
  • 박막 소재, 특히 CdTe는 낮은 조도와 확산 조건에서 밴드 간격이 1.5 eV로 좋은 성능을 보였다.[144]
  • 일부 단일접점 III-V 셀은 실내 조명 하에서 양호한 성능을 유지하는 것으로 나타난 1.8~1.9 eV 범위에서 밴드 간격이 있으며 효율은 20%[145][146]가 넘는다.
  • 태양 아래에서 에너지 수확 효율이 낮음에도 불구하고 실내 조명에서 16% 이상의 효율을 입증한 다양한 유기 태양광 발전이 있었다.[143]이는 OPV가 흡수계수가 크고 흡수범위가 조절 가능한 흡수범위와 어둑한 조명에서 작은 누설전류가 있어 무기체 PV에 비해 실내조명을 보다 효율적으로 변환할 수 있기 때문이다.[142]
  • 페로브스카이트 태양 전지는 낮은 광도에서 25% 이상의 효율성을 보이는 것으로 시험되었다.[143]페로브스카이트 태양전지가 납을 함유하는 경우가 많아 독성에 대한 우려가 높지만, 납이 없는 페로브스카이트 영감을 받은 소재도 실내 태양광 발전기로서의 가능성을 보여주고 있다.[147]페로브스카이트 세포에 대한 많은 연구가 이루어지고 있는 가운데, 사물인터넷에 동력을 공급할 수 있는 IPV와 제품 개발에 대한 가능성을 탐구하기 위한 추가 연구가 필요하다.

포토센서

주요 기사:광검출기

광센서는 빛이나 다른 전자기 방사선의 센서다.[148]광 검출기에는 광자를 전류로 변환하는 p–n 접합부가 있다.흡수된 광자는 고갈 부위에서 전자-구멍 쌍을 만든다.포토다이오드와 포토 트랜지스터는 사진 검출기의 몇 가지 예다.태양 전지는 흡수된 빛 에너지의 일부를 전기 에너지로 전환한다.

실험기술

태양의 정점 거리가 0보다 크면 다수의 태양 모듈을 타워에 수직으로 탑재할 수도 있고, 타워를 전체적으로 수평으로 회전시킬 수 있으며 각 모듈은 수평축을 중심으로 추가적으로 회전할 수 있다.그러한 탑에서 모듈은 태양을 정확히 따라갈 수 있다.이러한 장치는 회전식 디스크에 탑재된 사다리로 설명할 수 있다.그 사다리의 각 단계는 직사각형 태양 전지판의 중간 축이다.태양의 정점 거리가 0에 도달하는 경우, "사다리"를 북쪽이나 남쪽으로 회전시켜 낮은 곳에 그림자를 생성하는 태양 모듈을 피할 수 있다.정확히 수직으로 된 탑 대신 극성을 향한 축이 있는 탑을 선택할 수 있는데, 이는 지구의 자전축과 평행하다는 뜻이다.이 경우 축과 태양 사이의 각도는 항상 66도보다 크다.하루 동안 태양을 따라가려면 이 축을 중심으로 패널을 돌리면 된다.설비는 지상 장착(그리고 때로는 농사와 방목과 통합)[149]하거나 건물의 지붕이나 벽(건물 일체형 태양광 발전기)에 내장할 수 있다.

효율성

최고의 연구-세포 효율성

현재까지 가장 효율이 높은 태양전지 유형은 프라운호퍼 ISE가 2014년 12월 생산한 효율이 46.0%인 다중집중형 집열기 태양전지다.[150]집중 없이 달성한 최고 효율은 샤프코퍼레이션이 2009년 독점 3중접합 제조 기술을 이용해 35.8%로,[151] 보잉 스펙트로랩(40.7%)이 차지했다.

주로 경쟁 우위를 위해 PV 셀과 모듈의 변환 효율을 높이기 위한 지속적인 노력이 있다.태양전지 효율을 높이기 위해서는 태양 스펙트럼에 맞는 적절한 대역 간극을 가진 반도체 소재를 선택하는 것이 중요하다.이것은 전기적, 광학적 특성을 향상시킬 것이다.충전재 채취 방법을 개선하는 것도 효율을 높이는 데 유용하다.개발되고 있는 여러 가지 재료 그룹이 있다.초고효율 소자(η>30%)[152]는 다기능 탠덤 셀이 있는 GaAs와 GaInP2 반도체를 이용해 만든다.고품질 단결정 실리콘 소재를 사용해 고효율 저비용 셀( (>20%)을 달성한다.

최근 유기태양광전지(OPV) 개발은 1980년대 도입 이후 전력 변환 효율이 3%에서 15% 이상으로 크게 향상됐다.[153]현재까지 보고된 가장 높은 전력 변환 효율은 소형 분자의 경우 6.7%~8.94%, 폴리머 OPV의 경우 8.4%~10.6%, 페로브스카이트 OPV의 경우 7%~21%이다.[154][155]OPV는 PV 시장에서 큰 역할을 할 것으로 예상된다.최근의 개선은 효율성을 높이고 비용을 낮추는 한편 환경 친화적이고 재생 가능한 상태를 유지하고 있다.

여러 회사가 스마트 모듈이라 불리는 PV 모듈에 전력 최적화기를 내장하기 시작했다.이들 모듈은 각 모듈에 대해 개별적으로 최대 전력점 추적(MPPT)을 수행하고, 모니터링을 위한 성능 데이터를 측정하며, 추가적인 안전 기능을 제공한다.이러한 모듈들은 또한 음영 효과를 보상할 수 있는데, 모듈의 한 부분에 드리워진 그림자에서 모듈에 있는 하나 이상의 셀 문자열의 전기 출력이 감소한다.[156]

셀 성능 저하의 주요 원인 중 하나는 과열이다.태양 전지의 효율은 온도가 1도 상승할 때마다 약 0.5% 감소한다.이것은 표면 온도가 100도 상승하면 태양 전지의 효율이 약 절반으로 떨어질 수 있다는 것을 의미한다.자가 냉각 태양 전지는 이 문제에 대한 하나의 해결책이다.표면을 식히기 위해 에너지를 사용하는 대신, 피라미드와 원뿔 모양은 실리카로부터 형성되어 태양 전지판 표면에 부착될 수 있다.그렇게 하면 가시광선이 태양전지에 도달하지만 적외선(열을 전달하는)을 반사한다.[157]

이점

지구 표면에 도달하는 태양빛의 122 PW는 풍부하다. 이는 인간이 2005년에 소비한 평균 전력 13 TW의 거의 10,000배에 달한다.[158]이러한 풍요로움은 머지않아 태양에너지가 세계의 1차 에너지원이 될 것이라는 암시로 이어진다.[159]또한 태양광 발전은 재생 에너지 중 전력 밀도가 가장 높다(지구 평균 170W/m2).[158]

태양열 발전은 사용 중 오염이 없어 다른 에너지원을 대체할 때 오염을 줄일 수 있다.예를 들어, MIT는 미국에서 연간 52,000명의 사람들이 석탄 화력발전소 오염으로[160] 조기 사망하고 이 중 한 명을 제외한 모든 사람들이 석탄을 대체하기 위해 PV를 사용하는 것을 막을 수 있을 것으로 추정했다.[161][162]생산 엔드-워스트와 배출물은 기존의 오염 통제를 사용하여 관리할 수 있다.폐사용 재활용 기술이 개발되고[163] 있으며, 생산자로부터 재활용을 장려하는 정책이 생산되고 있다.[164]

PV 설치는 초기 설정 후 유지 보수나 개입이 거의 없이 100년 이상[165] 이상 운영될 수 있으므로, 태양광 발전소를 건설하는 초기 자본 비용 이후에는 기존 전력 기술에 비해 운영 비용이 극히 낮다.

그리드에 연결된 태양전기는 현지에서 사용할 수 있어 전송/배전 손실을 줄일 수 있다(1995년 미국의 전송 손실률은 약 7.2%).[166]

화석이나 원자력 에너지에 비해 태양전지 개발에 연구비가 거의 투자되지 않아 개선의 여지가 적지 않다.그럼에도 불구하고 실험용 고효율 태양전지는 이미 광전지를[167] 집적할 경우 40% 이상의 효율을 갖고 있고, 양산은 빠르게 감소하고 있는 가운데 효율은 빠르게 상승하고 있다.[168]

미국의 일부 주에서는 집주인이 이사를 하고 구매자가 판매자보다 시스템에 가치를 덜 부여하면 주택마련형 시스템에 대한 투자의 상당 부분이 손실될 수 있다.버클리시는 태양광 패널 비용을 부담하기 위해 주택과 함께 이전하는 세금 평가를 추가해 이런 한계를 없애기 위해 혁신적인 자금 조달 방식을 개발했다.[169]현재 PACE, Property Evaluated Clean Energy로 알려진 미국의 30개 주가 이 솔루션을 복제했다.[170]

적어도 캘리포니아에서는 가정에 장착된 태양계의 존재가 실제로 가정의 가치를 높일 수 있다는 증거가 있다.어니스트 올랜도 로렌스 버클리 국립 연구소가 2011년 4월에 발표한 논문에 따르면, 주거용 태양광 발전 시스템이 캘리포니아 주택 판매 가격에 미치는 영향 분석:

이 연구는 캘리포니아에 PV 시스템이 있는 가정들이 PV 시스템이 없는 비교 가능한 가정보다 프리미엄에 팔렸다는 강력한 증거를 발견했다.좀 더 구체적으로, 평균 PV 프리미엄 추정치는 다수의 서로 다른 모델 사양 중 설치된 와트당 약 3.9달러에서 6.4달러까지 다양하며, 대부분의 모델은 거의 5.5달러/와트 당 결합한다.이 값은 비교적 새로운 3,100와트 PV 시스템(연구에서 PV 시스템의 평균 크기)의 프리미엄 약 17,000달러에 해당한다.[171]

단점들

  • 생산공해와 에너지

PV는 깨끗하고 방출되지 않는 전기를 생산하는 잘 알려진 방법이었다.PV 시스템은 흔히 PV 모듈과 인버터(DC에서 AC로 변경)로 만들어진다.PV 모듈은 주로 PV 셀로 만들어지는데, 이는 컴퓨터 칩을 만드는 데 사용되는 재료와 근본적인 차이가 없다.PV 전지를 생산하는 과정은 에너지 집약적이며 매우 독성이 강하고 환경적으로 독성이 강한 화학물질을 포함한다.PV에서 생산된 에너지로 PV 모듈을 생산하는 PV 제조 공장은 전 세계적으로 몇 개 있다.이러한 역활성화 조치는 PV 전지 제조 공정의 탄소 발자국을 상당히 감소시킨다.제조과정에서 사용·생산되는 화학물질의 관리는 공장의 현지법규에 따른다.[citation needed]

  • 전기망에 미치는 영향
재생 에너지원의 보급률이 높은 그리드는 일반적으로 기초 발전보다 더 유연한 발전이 필요하다.

미터기 옥상 태양광 발전 시스템의 경우 에너지 흐름이 양방향으로 된다.소비량보다 지역 발전량이 많을 때는 전력망을 통해 전력을 수출해 순계량화를 허용한다.그러나, 전기 네트워크는 전통적으로 기술적 문제를 도입할 수 있는 양방향 에너지 전달을 다루도록 설계되지 않았다.과전압 문제는 이러한 PV 가구에서 네트워크로 전기가 다시 흐를 때 발생할 수 있다.[172]PV 인버터 전력계수 조절, 배전기 수준의 새로운 전압 및 에너지 제어 장비 조절, 전력선 재전도, 수요측면 관리 등 과전압 문제를 관리하기 위한 솔루션이 있다.이러한 솔루션과 관련된 한계와 비용이 종종 있다.

한낮에 높은 발전은 순발전 수요를 감소시키지만 해가 지면서 피크 순수요가 증가하면 발전소의 급속한 경사로가 필요하여 오리곡선이라는 부하 프로파일을 생성할 수 있다.

  • 전기요금 관리 및 에너지 투자에 대한 시사점

고객(사이트)은 서로 다른 편의성/편의성 요구, 다른 전기요금 또는 다른 사용 패턴과 같은 특정한 상황을 가지고 있기 때문에 전기 또는 에너지 수요와 청구서 관리에 은탄은 없다.전기요금은 일일 접속료와 계량료, 에너지 요금(kWh, MWh 기준) 또는 최대 수요 요금(예: 한 달 내 에너지 소비량이 가장 높은 30분대에 대한 가격)과 같은 몇 가지 요소를 가질 수 있다.PV는 호주나 독일처럼 전기요금이 합리적으로 높고 지속적으로 상승할 때 에너지 요금을 줄일 수 있는 유망한 옵션이다.단, 최대 수요 충전이 있는 현장의 경우 PV는 예를 들어 주거 지역사회에서와 같이 대부분 늦은 오후에서 초저녁에 피크 수요가 발생하는 경우 덜 매력적일 수 있다.전반적으로 에너지 투자는 대부분 경제적인 결정이며, 운영 개선, 에너지 효율성, 현장 발전 및 에너지 저장 분야의 옵션에 대한 체계적인 평가를 바탕으로 투자 결정을 내리는 것이 좋다.[173][174]

참고 항목

참조

  1. ^ a b Lo Piano, Samuele; Mayumi, Kozo (2017). "Toward an integrated assessment of the performance of photovoltaic systems for electricity generation". Applied Energy. 186 (2): 167–74. doi:10.1016/j.apenergy.2016.05.102.
  2. ^ a b c d e f g h i Bazilian, M.; Onyeji, I.; Liebreich, M.; MacGill, I.; Chase, J.; Shah, J.; Gielen, D.; Arent, D.; Landfear, D.; Zhengrong, S. (2013). "Re-considering the economics of photovoltaic power" (PDF). Renewable Energy. 53: 329–338. CiteSeerX 10.1.1.692.1880. doi:10.1016/j.renene.2012.11.029. Archived from the original (PDF) on 31 August 2014. Retrieved 4 September 2015.
  3. ^ Palz, Wolfgang (2013). Solar Power for the World: What You Wanted to Know about Photovoltaics. CRC Press. pp. 131–. ISBN 978-981-4411-87-5.
  4. ^ a b c d e f "Biden's New Problem: Rising Solar Panel Prices". Institute for Energy Research. 2 June 2021. Retrieved 8 June 2021.
  5. ^ a b c d "Why did renewables become so cheap so fast?". Our World in Data. 1 December 2020.
  6. ^ Shubbak, Mahmood H. (2019). "The technological system of production and innovation: The case of photovoltaic technology in China". Research Policy. 48 (4): 993–1015. doi:10.1016/j.respol.2018.10.003. S2CID 158742469.
  7. ^ Swanson, R. M. (2009). "Photovoltaics Power Up" (PDF). Science. 324 (5929): 891–2. doi:10.1126/science.1169616. PMID 19443773. S2CID 37524007.
  8. ^ 21세기 재생 에너지 정책 네트워크(REN21), 재생 에너지 2010 글로벌 현황 보고서, 파리, 2010 페이지 1-80.
  9. ^ Xiao, Carrie (7 June 2021). "Tackling solar's polysilicon crisis, part one: Supply chain flexibility, differentiation and rigorous testing". PV Tech Premium. Retrieved 8 June 2021.
  10. ^ "PHOTOVOLTAICS REPORT" (PDF). Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems. 16 September 2020. p. 4.
  11. ^ "Renewables 2019". IEA. Retrieved 26 January 2020.
  12. ^ "KAHRAMAA and Siraj Energy Sign Agreements for Al-Kharsaah Solar PV Power Plant". Qatar General Electricity & Water Corporation "KAHRAMAA". 20 January 2020. Retrieved 26 January 2020.
  13. ^ Smee, Alfred (1849). Elements of electro-biology,: or the voltaic mechanism of man; of electro-pathology, especially of the nervous system; and of electro-therapeutics. London: Longman, Brown, Green, and Longmans. p. 15.
  14. ^ "How to Build a Low-tech Solar Panel?". LOW-TECH MAGAZINE. Retrieved 20 October 2021.
  15. ^ 광전 효과 웨이백 머신에 2011년 7월 14일 보관.Mrsolar.com.2010년 12월 12일 검색됨
  16. ^ 광전 효과는 2010년 10월 12일 웨이백머신에 보관되었다.백과사전.solarbotics.net.2010년 12월 12일에 검색됨.
  17. ^ Jacobson, Mark Z. (2009). "Review of Solutions to Global Warming, Air Pollution, and Energy Security". Energy & Environmental Science. 2 (2): 148–173. Bibcode:2009GeCAS..73R.581J. CiteSeerX 10.1.1.180.4676. doi:10.1039/B809990C.
  18. ^ 독일의 PV 시장.Solarbuzz.com.2012년 6월 3일에 검색됨
  19. ^ 스페인과 인도에 태양전지 공장을 확장하기 위한 BP Solar 2007년 9월 26일 웨이백 기계에 보관되었다.Renewableenergyaccess.com. 2007년 3월 23일.2012년 6월 3일에 검색됨
  20. ^ 불리스, 케빈(2006년 6월 23일).대규모의 저렴한 태양 전기.Technologyreview.com.2012년 6월 3일에 검색됨
  21. ^ Luque, Antonio & Hegedus, Steven (2003). Handbook of Photovoltaic Science and Engineering. John Wiley and Sons. ISBN 978-0-471-49196-5.
  22. ^ 2012년 9월 7일에 검색된 PVWatts 태양열 계산기
  23. ^ 매사추세츠: 좋은 태양 시장 웨이백 머신에 2012년 9월 12일 보관.Remenergyco.com.2013년 5월 31일에 검색됨.
  24. ^ Schultz, O.; Mette, A.; Preu, R.; Glunz, S.W. "Silicon Solar Cells with Screen-Printed Front Side Metallization Exceeding 19% Efficiency". The compiled state-of-the-art of PV solar technology and deployment. 22nd European Photovoltaic Solar Energy Conference, EU PVSEC 2007. Proceedings of the international conference. CD-ROM : Held in Milan, Italy, 3 – 7 September 2007. pp. 980–983. ISBN 978-3-936338-22-5.
  25. ^ 샤한, 자커리.(2011년 6월 20일) 태양열 패널은 기네스 세계 기록을 받았다.Reuters.com.2013년 5월 31일에 검색됨.
  26. ^ "UD-led team sets solar cell record, joins DuPont on $100 million project". UDaily. University of Delaware. 24 July 2007. Retrieved 24 July 2007.
  27. ^ "Alta Devices product solar cell" (PDF).
  28. ^ "SunPower is manufacturing solar panels verified at 22.8 percent efficiency". 8 October 2015.
  29. ^ "LG375A1C-V5 NeON R ACe Solar Panel with Built-in Microinverter System LG US Solar". LG USA.
  30. ^ "REC 380AA 21.7% module efficiency" (PDF).
  31. ^ Vick, B.D., Clark, R.N. (2005)모듈 온도가 태양열-PV AC 급수 시스템에 미치는 영향, 페이지 159–164 in: 국제태양에너지학회(ISES) 2005 태양수대회: 2005년 8월 12일 플로리다 주 올랜도, 세계에 물을 가져오기
  32. ^ Piliougine, M.; Oukaja, A.; Sidrach-de-Cardona, M.; Spagnuolo, G. (2021). "Temperature coefficients of degraded crystalline silicon photovoltaic modules at outdoor onditions". Progress in Photovoltaics: Research and Applications. 29 (5): 558–570. doi:10.1002/pip.3396. S2CID 233976803.
  33. ^ Piliougine, M.; Spagnuolo, G.; Sidrach-de-Cardona, M. (2020). "Series resistance temperature sensitivity in degraded mono–crystalline silicon modules". Renewable Energy. 162: 677–684. doi:10.1016/j.renene.2020.08.026. S2CID 225364125.
  34. ^ Platzer, Michael (27 January 2015). "U.S. Solar Photovoltaic Manufacturing: Industry Trends, Global Competition, Federal Support". Congressional Research Service.
  35. ^ "How PV Cells Are Made". www.fsec.ucf.edu. Retrieved 5 November 2015.
  36. ^ "Are we headed for a solar waste crisis?". Environmentalprogress.org. Retrieved 30 December 2017.
  37. ^ a b Fthenakis, V. M., Kim, H. C. & Alsema, E. (2008). "Emissions from photovoltaic life cycles". Environmental Science & Technology. 42 (6): 2168–2174. Bibcode:2008EnST...42.2168F. doi:10.1021/es071763q. hdl:1874/32964. PMID 18409654.{{cite journal}}: CS1 maint : 복수이름 : 작성자 목록(링크)
  38. ^ a b c d e f Collier, J., Wu, S. & Apul, D. (2014). "Life cycle environmental impacts from CZTS (copper zinc tin sulfide) and Zn3P2 (zinc phosphide) thin film PV (photovoltaic) cells". Energy. 74: 314–321. doi:10.1016/j.energy.2014.06.076.{{cite journal}}: CS1 maint : 복수이름 : 작성자 목록(링크)
  39. ^ a b c d e "An analysis of the energy efficiency of photovoltaic cells in reducing CO2 emissions" (PDF). clca.columbia.edu. 31 May 2009. Archived (PDF) from the original on 25 March 2015.
  40. ^ a b c d "PHOTOVOLTAICS REPORT" (PDF). Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems. 16 September 2020. p. 36, 43, 46.
  41. ^ a b Anctil, A., Babbitt, C. W., Raffaelle, R. P. & Landi, B. J. (2013). "Cumulative energy demand for small molecule and polymer photovoltaics". Progress in Photovoltaics: Research and Applications. 21 (7): 1541–1554. doi:10.1002/pip.2226.{{cite journal}}: CS1 maint : 복수이름 : 작성자 목록(링크)
  42. ^ Ibon Galarraga, M. González-Eguino, Anil Markandya (1 January 2011). Handbook of Sustainable Energy. Edward Elgar Publishing. p. 37. ISBN 978-0857936387. Retrieved 9 May 2017 – via Google Books.{{cite book}}: CS1 maint : 복수이름 : 작성자 목록(링크)
  43. ^ a b Bhandari, K. P., Collier, J. M., Ellingson, R. J. & Apul, D. S. (2015). "Energy payback time (EPBT) and energy return on energy invested (EROI) of solar photovoltaic systems: A systematic review and meta-analysis". Renewable and Sustainable Energy Reviews. 47: 133–141. doi:10.1016/j.rser.2015.02.057.{{cite journal}}: CS1 maint : 복수이름 : 작성자 목록(링크)
  44. ^ "An analysis of the energy efficiency of photovoltaic cells in reducing CO2 emisions". University of Portsmouth. 31 May 2009. Archived from the original on 25 March 2015. Energy Pay Back time comparison for Photovoltaic Cells (Alsema, Frankl, Kato, 1998, p. 5
  45. ^ Marco Raugei, Pere Fullana-i-Palmer and Vasilis Fthenakis (March 2012). "The Energy Return on Energy Investment (EROI) of Photovoltaics: Methodology and Comparisons with Fossil Fuel Life Cycles" (PDF). www.bnl.gov/. Archived (PDF) from the original on 28 March 2015.{{cite web}}: CS1 maint: 작성자 매개변수 사용(링크)
  46. ^ Vasilis Fthenakis, Rolf Frischknecht, Marco Raugei, Hyung Chul Kim, Erik Alsema, Michael Held and Mariska de Wild-Scholten (November 2011). "Methodology Guidelines on Life Cycle Assessment of Photovoltaic Electricity" (PDF). www.iea-pvps.org/. IEA-PVPS. pp. 8–10. Archived (PDF) from the original on 28 March 2015.{{cite web}}: CS1 maint: 작성자 매개변수 사용(링크)
  47. ^ "Production Process of Silicon". www.simcoa.com.au. Simcoa Operations. Archived from the original on 17 September 2014. Retrieved 17 September 2014.
  48. ^ "Reaching kerf loss below 100 μm by optimizations" (PDF). Fraunhofer ISE, 24th European PV Solar Energy Conference and Exhibition. September 2009.
  49. ^ "Silicon kerf loss recycling". HZDR - Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf. 4 April 2014.
  50. ^ "Life Cycle Assessment of Future Photovoltaic Electricity Production from Residential-scale Systems Operated in Europe". IEA-PVPS. 13 March 2015.
  51. ^ a b 미국 에너지부, 2012년 1-2년 태양광 발전소의 라이프 사이클 온실가스 배출량
  52. ^ a b Krebs, F. C. (2009). "Fabrication and processing of polymer solar cells: a review of printing and coating techniques". Solar Energy Materials and Solar Cells. 93 (4): 394–412. doi:10.1016/j.solmat.2008.10.004.
  53. ^ a b Yue, D., You, F. & Darling, S. B. (2014). "Domestic and overseas manufacturing scenarios of silicon-based photovoltaics: Life cycle energy and environmental comparative analysis". Solar Energy. 105: 669–678. Bibcode:2014SoEn..105..669Y. doi:10.1016/j.solener.2014.04.008.{{cite journal}}: CS1 maint : 복수이름 : 작성자 목록(링크)
  54. ^ Gaidajis, G. & Angelakoglou, K. (2012). "Environmental performance of renewable energy systems with the application of life-cycle assessment: a multi-Si photovoltaic module case study". Civil Engineering and Environmental Systems. 29 (4): 231–238. doi:10.1080/10286608.2012.710608. S2CID 110058349.
  55. ^ 태양광 발전 보고서 (ISE, 2015)
  56. ^ a b Goe, M. & Gaustad, G. (2014). "Strengthening the case for recycling photovoltaics: An energy payback analysis". Applied Energy. 120: 41–48. doi:10.1016/j.apenergy.2014.01.036.
  57. ^ "Solar PV Modules". www.targray.com. Retrieved 3 October 2018.
  58. ^ Kosasih, Felix Utama; Rakocevic, Lucija; Aernouts, Tom; Poortmans, Jef; Ducati, Caterina (11 December 2019). "Electron Microscopy Characterization of P3 Lines and Laser Scribing-Induced Perovskite Decomposition in Perovskite Solar Modules". ACS Applied Materials & Interfaces. 11 (49): 45646–45655. doi:10.1021/acsami.9b15520. PMID 31663326. S2CID 204967452.
  59. ^ Di Giacomo, Francesco; Castriotta, Luigi A.; Kosasih, Felix U.; Di Girolamo, Diego; Ducati, Caterina; Di Carlo, Aldo (20 December 2020). "Upscaling Inverted Perovskite Solar Cells: Optimization of Laser Scribing for Highly Efficient Mini-Modules". Micromachines. 11 (12): 1127. doi:10.3390/mi11121127. PMC 7767295. PMID 33419276.
  60. ^ a b Matteocci, Fabio; Vesce, Luigi; Kosasih, Felix Utama; Castriotta, Luigi Angelo; Cacovich, Stefania; Palma, Alessandro Lorenzo; Divitini, Giorgio; Ducati, Caterina; Di Carlo, Aldo (17 July 2019). "Fabrication and Morphological Characterization of High-Efficiency Blade-Coated Perovskite Solar Modules". ACS Applied Materials & Interfaces. 11 (28): 25195–25204. doi:10.1021/acsami.9b05730. PMID 31268662. S2CID 206497286.
  61. ^ "Thin Film Photovoltaics". www.fsec.ucf.edu. Retrieved 5 November 2015.
  62. ^ 최고의 연구 세포 효율성.아마존닷컴(2019년 9월 16일).2019년 10월 31일 회수.
  63. ^ Nikolaidou, Katerina; Sarang, Som; Ghosh, Sayantani (2019). "Nanostructured photovoltaics". Nano Futures. 3 (1): 012002. Bibcode:2019NanoF...3a2002N. doi:10.1088/2399-1984/ab02b5. S2CID 162176556.
  64. ^ Eisenberg, D. A., Yu, M., Lam, C. W., Ogunseitan, O. A. & Schoenung, J. M. (2013). "Comparative alternative materials assessment to screen toxicity hazards in the life cycle of CIGS thin film photovoltaics". Journal of Hazardous Materials. 260: 534–542. doi:10.1016/j.jhazmat.2013.06.007. PMID 23811631.{{cite journal}}: CS1 maint : 복수이름 : 작성자 목록(링크)
  65. ^ Kim, H. C., Fthenakis, V., Choi, J. K. & Turney, D. E. (2012). "Life cycle greenhouse gas emissions of thin-film photovoltaic electricity generation". Journal of Industrial Ecology. 16: S110–S121. doi:10.1111/j.1530-9290.2011.00423.x. S2CID 153386434.{{cite journal}}: CS1 maint : 복수이름 : 작성자 목록(링크)
  66. ^ Werner, Jürgen H.; Zapf-Gottwick, R.; Koch, M.; Fischer, K. (2011). Toxic substances in photovoltaic modules. Proceedings of the 21st International Photovoltaic Science and Engineering Conference. Vol. 28. Fukuoka, Japan.
  67. ^ Brown, G. F. & Wu, J. (2009). "Third generation photovoltaics". Laser & Photonics Reviews. 3 (4): 394–405. Bibcode:2009LPRv....3..394B. doi:10.1002/lpor.200810039.
  68. ^ a b c Celik, Ilke; Song, Zhaoning; Cimaroli, Alexander J.; Yan, Yanfa; Heben, Michael J.; Apul, Defne (2016). "Life Cycle Assessment (LCA) of perovskite PV cells projected from lab to fab". Solar Energy Materials and Solar Cells. 156: 157–69. doi:10.1016/j.solmat.2016.04.037.
  69. ^ a b Espinosa, N., Serrano-Luján, L., Urbina, A. & Krebs, F. C. (2015). "Solution and vapour deposited lead perovskite solar cells: Ecotoxicity from a life cycle assessment perspective". Solar Energy Materials and Solar Cells. 137: 303–310. doi:10.1016/j.solmat.2015.02.013.{{cite journal}}: CS1 maint : 복수이름 : 작성자 목록(링크)
  70. ^ a b Gong, J., Darling, S. B. & You, F. (2015). "Perovskite photovoltaics: life-cycle assessment of energy and environmental impacts". Energy & Environmental Science. 8 (7): 1953–1968. doi:10.1039/C5EE00615E.{{cite journal}}: CS1 maint : 복수이름 : 작성자 목록(링크)
  71. ^ a b 셀릭, I, 메이슨, B.E., 필립스, A.B., 헤벤, M.J., & 아풀, D. S. (2017)단일벽 탄소나노튜브를 이용한 태양광전지의 환경적 영향환경 과학 기술.
  72. ^ Agboola, A. E. 확장 가능한 탄소 나노튜브 프로세스의 개발 및 모델 제작:HiPCO 및 CoMoCAT 프로세스 모델루이지애나 주립 대학교, 2005.
  73. ^ Wadia, C., Alivisatos, A. P. & Kammen, D. M. (2009). "Materials Availability Expands the Opportunity for Large-Scale Photovoltaics Deployment". Environmental Science and Technology. 43 (6): 2072–2077. Bibcode:2009EnST...43.2072W. doi:10.1021/es8019534. PMID 19368216.{{cite journal}}: CS1 maint : 복수이름 : 작성자 목록(링크)
  74. ^ Alharbi, Fahhad; Bass, John D.; Salhi, Abdelmajid; Alyamani, Ahmed; Kim, Ho-Cheol; Miller, Robert D. (2011). "Abundant non-toxic materials for thin film solar cells: Alternative to conventional materials". Renewable Energy. 36 (10): 2753–2758. doi:10.1016/j.renene.2011.03.010.
  75. ^ Dos Reis Benatto, Gisele A.; Roth, Bérenger; Madsen, Morten V.; Hösel, Markus; Søndergaard, Roar R.; Jørgensen, Mikkel; Krebs, Frederik C. (2014). "Carbon: The Ultimate Electrode Choice for Widely Distributed Polymer Solar Cells". Advanced Energy Materials. 4 (15): n/a. doi:10.1002/aenm.201400732.
  76. ^ Lattante, Sandro (2014). "Electron and Hole Transport Layers: Their Use in Inverted Bulk Heterojunction Polymer Solar Cells". Electronics. 3: 132–164. doi:10.3390/electronics3010132.
  77. ^ a b Krebs, Frederik C.; Jørgensen, Mikkel (2013). "Polymer and organic solar cells viewed as thin film technologies: What it will take for them to become a success outside academia". Solar Energy Materials and Solar Cells. 119: 73–76. doi:10.1016/j.solmat.2013.05.032.
  78. ^ Espinosa, Nieves; García-Valverde, Rafael; Urbina, Antonio; Krebs, Frederik C. (2011). "A life cycle analysis of polymer solar cell modules prepared using roll-to-roll methods under ambient conditions". Solar Energy Materials and Solar Cells. 95 (5): 1293–1302. doi:10.1016/j.solmat.2010.08.020.
  79. ^ Espinosa, Nieves; Lenzmann, Frank O.; Ryley, Stephen; Angmo, Dechan; Hösel, Markus; Søndergaard, Roar R.; Huss, Dennis; Dafinger, Simone; Gritsch, Stefan; Kroon, Jan M.; Jørgensen, Mikkel; Krebs, Frederik C. (2013). "OPV for mobile applications: An evaluation of roll-to-roll processed indium and silver free polymer solar cells through analysis of life cycle, cost and layer quality using inline optical and functional inspection tools". Journal of Materials Chemistry A. 1 (24): 7037. doi:10.1039/C3TA01611K.
  80. ^ García-Valverde, R.; Miguel, C.; Martínez-Béjar, R.; Urbina, A. (2009). "Life cycle assessment study of a 4.2k Wp stand-alone photovoltaic system". Solar Energy. 83 (9): 1434–1445. Bibcode:2009SoEn...83.1434G. doi:10.1016/j.solener.2009.03.012.
  81. ^ 와이너리는 '플로라토볼틱스'와 함께 일광욕을 한다.SFGate(2008년 5월 29일).2013년 5월 31일에 검색됨.
  82. ^ 나파밸리의 FAR NIENTE WINERY는 웨이백머신에 2015년 3월 16일 보관된 최초의 "플로라토볼타이" 태양열 어레이를 소개한다.farniente.com
  83. ^ Napa Winery 개척자 태양 플로토볼타.포브스 (2012년 4월 18일)2013년 5월 31일에 검색됨.
  84. ^ "Insolation Levels (Europe)". Apricus Solar. Archived from the original on 17 April 2012. Retrieved 14 April 2012.
  85. ^ 재생 에너지 비용은 2009년 11월 23일 '09년 로이터'에서 하락했다.
  86. ^ 태양광 발전 50% 연말 비용 절감 – 분석.로이터, 2009년 11월 24일
  87. ^ a b Harris, Arno (31 August 2011). "A Silver Lining in Declining Solar Prices". Renewable Energy World.
  88. ^ Renewable Power Generation Costs in 2019. Abu Dhabi: International Renewable Energy Agency. 2020. ISBN 978-92-9260-244-4.
  89. ^ a b c "Sunny Uplands: Alternative energy will no longer be alternative". The Economist. 21 November 2012. Retrieved 28 December 2012.
  90. ^ a b Quiggin, John (3 January 2012). "The End of the Nuclear Renaissance". National Interest.
  91. ^ a b Wells, Ken (25 October 2012). "Solar Energy Is Ready. The U.S. Isn't". Bloomberg Businessweek. Retrieved 1 November 2012.
  92. ^ 태양열 PV 모듈 가격은 2017년까지 와트당 36센트로 하락한다.Greentechmedia.com(2013-06-18).2015-04-15년에 검색됨.
  93. ^ a b Alafita, T.; Pearce, J. M. (2014). "Securitization of residential solar photovoltaic assets: Costs, risks and uncertainty". Energy Policy. 67: 488–498. doi:10.1016/j.enpol.2013.12.045. S2CID 11079398.
  94. ^ Liebreich, Michael (29 January 2014). "A YEAR OF CRACKING ICE: 10 PREDICTIONS FOR 2014". Bloomberg New Energy Finance. Retrieved 24 April 2014.
  95. ^ "2014 Outlook: Let the Second Gold Rush Begin" (PDF). Deutsche Bank Markets Research. 6 January 2014. Archived (PDF) from the original on 29 November 2014. Retrieved 22 November 2014.
  96. ^ a b c d Branker, K.; Pathak, M.J.M.; Pearce, J.M. (2011). "A Review of Solar Photovoltaic Levelized Cost of Electricity". Renewable and Sustainable Energy Reviews. 15 (9): 4470–4482. doi:10.1016/j.rser.2011.07.104. hdl:1974/6879. S2CID 73523633.
  97. ^ "Renewables Investment Breaks Records". Renewable Energy World. 29 August 2011.
  98. ^ Hockenos, Paul (10 February 2021). "Is Germany Making Too Much Renewable Energy?". Foreign Policy. Retrieved 7 March 2021.
  99. ^ a b Nancy M. Haegel (2017). "Terawatt-scale photovoltaics: Trajectories and challenges". Science. 356 (6334): 141–143. Bibcode:2017Sci...356..141H. doi:10.1126/science.aal1288. hdl:10945/57762. OSTI 1352502. PMID 28408563. S2CID 206654326.
  100. ^ Adeh, Elnaz H.; Good, Stephen P.; Calaf, M.; Higgins, Chad W. (7 August 2019). "Solar PV Power Potential is Greatest Over Croplands". Scientific Reports. 9 (1): 11442. Bibcode:2019NatSR...911442A. doi:10.1038/s41598-019-47803-3. ISSN 2045-2322. PMC 6685942. PMID 31391497.
  101. ^ TROMMSDORFF, Maximillian (2016). "An economic analysis of agrophotovoltaics: Opportunities, risks and strategies towards a more efficient land use" (PDF). The Constitutional Economics Network Working Papers.
  102. ^ 로더, T, & 멘델슨, M. (2013)태양열 PV 금융의 증권화 가능성.[page needed]
  103. ^ "완료된 거래: 옥상 태양광 자산의 첫 번째 증권화"포브스. 2013년 11월 21일
  104. ^ Matar, Walid; Anwer, Murad (2017). "Jointly reforming the prices of industrial fuels and residential electricity in Saudi Arabia". Energy Policy. 109: 747–756. doi:10.1016/j.enpol.2017.07.060.
  105. ^ 전력 공급에서의 태양열에 대한 전력회사의 정직한 평가.아마존닷컴(2012년 5월 7일).2013년 5월 31일에 검색됨.
  106. ^ Straza; Schneegans (11 June 2021). Are we using science for smarter development?. Paris: UNESCO. ISBN 978-92-3-100450-6.
  107. ^ "Snapshot of Global Photovoltaic Markets 2017" (PDF). report. International Energy Agency. 19 April 2017. Retrieved 11 July 2017.
  108. ^ "Snapshot of Global PV 1992–2014" (PDF). International Energy Agency — Photovoltaic Power Systems Programme. 30 March 2015. Archived from the original on 7 April 2015.
  109. ^ "Renewables 2011: Global Status Report". REN21. 2011. p. 22.
  110. ^ "Snapshot 2020". IEA-PVPS.
  111. ^ a b c d Do, Thang Nam; Burke, Paul J.; Baldwin, Kenneth G. H.; Nguyen, Chinh The (1 September 2020). "Underlying drivers and barriers for solar photovoltaics diffusion: The case of Vietnam". Energy Policy. 144: 111561. doi:10.1016/j.enpol.2020.111561. hdl:1885/206307. ISSN 0301-4215. S2CID 225245522.
  112. ^ a b "Snapshot 2020 – IEA-PVPS". iea-pvps.org. Retrieved 10 May 2020.
  113. ^ 전 세계에 힘을 실어주는 태양 광전기는 웨이백머신에 2012년 8월 22일 보관되었다.아마존닷컴(2012년 9월 22일).2013년 5월 31일에 검색됨.
  114. ^ 위스콘신 공공서비스 주식회사 통합 태양광발전소 건설: 2007년 3월 23일 접속.Wayback Machine에 2007년 2월
  115. ^ "Solar panels keep buildings cool". University of California, San Diego. Retrieved 19 May 2015.
  116. ^ "Global Market Outlook for Photovoltaics 2014–2018" (PDF). EPIA – European Photovoltaic Industry Association. p. 45. Archived from the original (PDF) on 25 June 2014. Retrieved 19 May 2015.
  117. ^ Mojiri, A.; Taylor, R.; Thomsen, E.; Rosengarten, G. (2013). "Spectral beam splitting for efficient conversion of solar energy—A review". Renewable and Sustainable Energy Reviews. 28: 654–663. doi:10.1016/j.rser.2013.08.026.
  118. ^ Pathak, M. J. M.; Sanders, P. G.; Pearce, J. M. (2014). "Optimizing limited solar roof access by exergy analysis of solar thermal, photovoltaic, and hybrid photovoltaic thermal systems". Applied Energy. 120: 115–124. CiteSeerX 10.1.1.1028.406. doi:10.1016/j.apenergy.2014.01.041.
  119. ^ "DOE Closes on Four Major Solar Projects". Renewable Energy World. 30 September 2011.
  120. ^ "Solar Star, Largest PV Power Plant in the World, Now Operational". GreenTechMedia.com. 24 June 2015. Archived from the original on 25 June 2015. Retrieved 25 June 2015.
  121. ^ Gandola, Cristina (25 September 2012). "Fotovoltaico e agricoltura: maggiore produttività in meno spazio". Scienze News.
  122. ^ 태양열 대출은 인도의 시골 지역을 밝게 한다.BBC 뉴스(2007년 4월 29일)2012년 6월 3일에 검색됨
  123. ^ 원격 빈곤층을 위한 오프 그리드 솔루션.ebono.org. (2008년 2월 26일)
  124. ^ 바클레이, Eliza(2003년 7월 31일).쿠바의 시골은 태양을 쬐고 있다. islamonline.net
  125. ^ 3D 프린터가 소외된 낙후된 지역사회에 어떻게 활력을 불어넣고 있는가 – 2014년 11월, 마더보드
  126. ^ King, Debbie L.; Babasola, Adegboyega; Rozario, Joseph; Pearce, Joshua M. (2014). "Mobile Open-Source Solar-Powered 3-D Printers for Distributed Manufacturing in Off-Grid Communities". Challenges in Sustainability. 2. doi:10.12924/cis2014.02010018.
  127. ^ Erickson, Jon D.; Chapman, Duane (1995). "Photovoltaic Technology: Markets, Economics, and Development". World Development. 23 (7): 1129–1141. doi:10.1016/0305-750x(95)00033-9.
  128. ^ "Solar water pumping". builditsolar.com. Retrieved 16 June 2010.
  129. ^ 태양열 주차 미터 설치.아마존닷컴(2009년 2월 18일).2012년 6월 3일에 검색됨
  130. ^ "Solar-powered parking meters make downtown debut". Impactnews.com. 22 July 2009. Retrieved 19 September 2011.
  131. ^ 필라델피아의 태양열 발전 쓰레기 압축기.NBC 뉴스(2009년 7월 24일)2012년 6월 3일에 검색됨
  132. ^ 2013년 6월 28일 뉴욕 주변에 태양열 충전소를 설치하는 AT&T, 검색됨
  133. ^ 2013년 6월 28일 검색된 Green Zone Station 설치 Chevrolet 딜러점
  134. ^ 밀러, 로스 (2009년 1월 13일) 넥스트겐 프리우스는 현재 공식적으로는 태양 전지판을 이용해 차가 시원하게 유지되도록 한다.engadget.com.
  135. ^ "World's largest solar-powered boat completes its trip around the world". Gizmag.com. 4 May 2012. Retrieved 30 December 2017.
  136. ^ 태양열 비행기는 워싱턴 D.C. 밖에 착륙한다.Nydailynews.com(2013-06-17).2015-04-15년에 검색됨.
  137. ^ SolidWorks, Cambridge Eco Race Activities에서 핵심 역할 수행. cambridgenetwork.co.uk (2009년 2월 4일)
  138. ^ Khan, B. H. (2006) 비전통적 에너지 자원, TMH 간행물
  139. ^ a b NASA JPL 간행물:우주 비행의 기본 2006년 12월 8일 웨이백 머신에 보관, 11장.일반적인 온보드 시스템, 추진 하위 시스템
  140. ^ Perlin, John (2005). "Late 1950s – Saved by the Space Race". SOLAR EVOLUTION – The History of Solar Energy. The Rahus Institute. Retrieved 25 February 2007.
  141. ^ Takeno, Tadao; Sato, Kenji; Hase, Köji (1981). "A theoretical study on an excess enthalpy flame". Symposium (International) on Combustion. 18 (1): 465–72. doi:10.1016/S0082-0784(81)80052-5.
  142. ^ a b c Ryu, Hwa Sook; Park, Song Yi; Lee, Tack Ho; Kim, Jin Young; Woo, Han Young (12 March 2020). "Recent progress in indoor organic photovoltaics". Nanoscale. 12 (10): 5792–5804. doi:10.1039/D0NR00816H. PMID 32129404. S2CID 212405777.
  143. ^ a b c d Mathews, Ian; Kantareddy, Sai Nithin; Buonassisi, Tonio; Peters, Ian Marius (19 June 2019). "Technology and Market Perspective for Indoor Photovoltaic Cells". Joule. 3 (6): 1415–1426. doi:10.1016/j.joule.2019.03.026.
  144. ^ Li, Qiang; Shen, Kai; Yang, Ruilong; Zhao, Yongming; Lu, Shulong; Wang, Rongxin; Dong, Jianrong; Wang, Deliang (15 November 2017). "Comparative study of GaAs and CdTe solar cell performance under low-intensity light irradiance". Solar Energy. 157: 216–226. Bibcode:2017SoEn..157..216L. doi:10.1016/j.solener.2017.08.023.
  145. ^ Teran, Alan S.; Wong, Joeson; Lim, Wootaek; Kim, Gyouho; Lee, Yoonmyoung; Blaauw, David; Phillips, Jamie D. (July 2015). "AlGaAs Photovoltaics for Indoor Energy Harvesting in mm-Scale Wireless Sensor Nodes". IEEE Transactions on Electron Devices. 62 (7): 2170–2175. Bibcode:2015ITED...62.2170T. doi:10.1109/TED.2015.2434336.
  146. ^ Mathews, Ian; King, Paul J.; Stafford, Frank; Frizzell, Ronan (January 2016). "Performance of III–V Solar Cells as Indoor Light Energy Harvesters". IEEE Journal of Photovoltaics. 6 (1): 230–235. doi:10.1109/JPHOTOV.2015.2487825. S2CID 20959765.
  147. ^ Peng, Yueheng; Huq, Tahmida N.; Mei, Jianjun; Portilla, Luis; Jagt, Robert A.; Occhipinti, Luigi G.; MacManus-Driscoll, Judith L.; Hoye, Robert L. Z.; Pecunia, Vincenzo (2021). "Lead-Free Perovskite-Inspired Absorbers for Indoor Photovoltaics". Advanced Energy Materials. 11: 2002761. doi:10.1002/aenm.202002761.
  148. ^ Haugan, H. J.; Elhamri, S.; Szmulowicz, F.; Ullrich, B.; Brown, G. J.; Mitchel, W. C. (2008). "Study of residual background carriers in midinfrared InAs/GaSb superlattices for uncooled detector operation". Applied Physics Letters. 92 (7): 071102. Bibcode:2008ApPhL..92g1102H. doi:10.1063/1.2884264. S2CID 39187771.
  149. ^ GE 투자, 세계에서 가장 큰 태양열 발전소 중 하나 공급아마존닷컴(2007년 4월 12일).2012년 6월 3일에 검색됨
  150. ^ Frank, Dimroth. "New world record for solar cell efficiency at 46% French-German cooperation confirms competitive advantage of European photovoltaic industry". Fraunhofer-Gesellschaft. Retrieved 14 March 2016.
  151. ^ 샤프, 세계 최고 전환 효율 35.8%로 태양전지 개발Physorg.com. 2009년 10월 22일.2012년 6월 3일에 검색됨
  152. ^ Deb, Satyen K. (2000년 5월) 고효율 PV 셀의 최근 개발.nrel.gov
  153. ^ Yu, J.; Zheng, Y.; Huang, J. (2014). "Towards High Performance Organic Photovoltaic Cells: A Review of Recent Development in Organic Photovoltaics". Polymers. 6 (9): 2473–2509. doi:10.3390/polym6092473.
  154. ^ Sun, Y.; Welch, G. C.; Leong, W. L.; Takacs, C. J.; Bazan, G. C.; Heeger, A. J. (2011). "Solution-processed small-molecule solar cells with 6.7% efficiency". Nature Materials. 11 (1): 44–8. Bibcode:2012NatMa..11...44S. doi:10.1038/nmat3160. PMID 22057387.
  155. ^ Perovskites에 대해 21% 효율성을 달성한 EPFL. dyesol.com(2015년 12월 8일)
  156. ^ 세인트 존, 제프(2012년 8월 23일) 솔라 일렉트로닉스, 패널 통합, 은행성 도전.greentechmedia.com
  157. ^ 자체 냉각 태양전지. CNN 2014-09-18
  158. ^ a b 스밀, 바츨라프(2006) 교차로에서 에너지.oecd.org2012년 6월 3일에 검색됨
  159. ^ 재생 에너지: 미래는 핵일까?웨이백 머신 프로파일에 보관된 2014년 1월 16일Gordon Aubrecht (Ohio State at Marion) TEDxColumbus, The Innovators – 2012년 10월 18일
  160. ^ "Study: Air pollution causes 200,000 early deaths each year in the U.S". News.mit.edu. Retrieved 30 December 2017.
  161. ^ "The US could prevent a lot of deaths by switching from coal to solar". USA TODAY. Retrieved 30 December 2017.
  162. ^ 미국 재생 에너지 및 지속 가능한 에너지 리뷰 80(2017), 페이지 710–715. 개방 액세스에서 석탄을 태양광 발전 전력 생산으로 대체함으로써 절약되는 잠재적 생명
  163. ^ 니와와르, 에버트와 알세마, 에릭.PV 전력 시스템의 환경적 측면IEA PVPS 과제 1 워크샵, 1997년 6월 25-27일, 네덜란드 위트레흐트
  164. ^ McDonald, N.C.; Pearce, J.M. (2010). "Producer Responsibility and Recycling Solar Photovoltaic Modules" (PDF). Energy Policy. 38 (11): 7041–7047. doi:10.1016/j.enpol.2010.07.023.
  165. ^ 태양 에너지의 장단점 2013년 12월 26일 웨이백 머신에 보관.2013년 12월 25일에 검색됨
  166. ^ 미국 기후 변화 기술 프로그램 – 전송 및 분배 기술 2007년 9월 27일 웨이백 머신에 보관. (PDF) 2012년 6월 3일에 검색됨.
  167. ^ 프라운호퍼: 41.1%의 효율 다중접합 태양전지.아마존닷컴(2009년 1월 28일).
  168. ^ 2015년까지 유럽에서의 태양열 비용 경쟁력을 연구해 보십시오.태양전지 정보(2007년 10월 16일).2012년 6월 3일에 검색됨
  169. ^ "Berkeley FIRST Solar Financing – City of Berkeley, CA". cityofberkeley.info. Archived from the original on 2 June 2013. Retrieved 9 February 2009.
  170. ^ DSIRE Solar Portal 2012년 3월 9일 웨이백 머신에 보관.아마존닷컴(2011년 4월 4일).2012년 6월 3일에 검색됨
  171. ^ Hoen, Ben; Wiser, Ryan; Cappers, Peter & Thayer, Mark (April 2011). "An Analysis of the Effects of Residential Photovoltaic Energy Systems on Home Sales Prices in California" (PDF). Berkeley National Laboratory. Archived from the original (PDF) on 6 May 2012. Retrieved 20 October 2012.
  172. ^ Miller, Wendy; Liu, Aaron; Amin, Zakaria; Wagner, Andreas (2018). "Power Quality and Rooftop-Photovoltaic Households: An Examination of Measured Data at Point of Customer Connection". Sustainability. 10 (4): 1224. doi:10.3390/su10041224.
  173. ^ L. 류, W. 밀러, G.Leadwich. (2017) 설비 전기 비용 절감을 위한 솔루션.오스트레일리아 노령화 안건. 39-40.이용 가능: https://www.australianageingagenda.com.au/2017/10/27/solutions-reducing-facility-electricity-costs/ Wayback Machine에 2019년 5월 20일 보관
  174. ^ Miller, Wendy; Liu, Lei Aaron; Amin, Zakaria; Gray, Matthew (2018). "Involving occupants in net-zero-energy solar housing retrofits: An Australian sub-tropical case study". Solar Energy. 159: 390–404. Bibcode:2018SoEn..159..390M. doi:10.1016/j.solener.2017.10.008.

추가 읽기

라이브러리 리소스 정보
광전학