깨끗한 에너지 개발: AI가 태양 전지용 신소재를 만드는 데 도움이 될 것입니다

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위 정보는 12월 4일 오전 하노이에서 열린 VinFuture Foundation 2024 과학기술주간 동안 열린 "지속 가능한 미래를 위한 소재" 세미나에서 발표되었습니다.

뉴 사우스 웨일즈 대학(호주) 첨단 태양광 센터의 창립 이사이자 VinFuture Prize 위원회 위원인 마틴 그린 교수는 태양 전지 제조에 사용되는 기술이 지난 10년 동안 크게 바뀌었다고 말했습니다. 패널의 효율성은 16%에서 21.6%로 증가했습니다. 태양 전지 제조 기술은 Topcon, HJT, IBC, Perc의 4가지 주요 형태로 빠르게 발전하고 있습니다.

그에 따르면 실리콘 태양전지는 신뢰성이 높고 대중적이며 효율적인 기본 소재입니다. 지난 10년 동안 태양광 패널 가격은 엄청나게 떨어져 2009년 와트당 1달러에서 현재 와트당 0.10달러에 불과합니다. TOPcon, HJT, IBC, PERC 등의 첨단 기술을 적용하여 태양광 패널의 효율성도 16%에서 21.6%로 증가했습니다.

그는 "내년에 글로벌 에너지 수요가 1테라와트(TW)에 도달함에 따라 실리콘은 저비용 제조가 가능하기 때문에 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 소재 층을 쌓으면 효율이 30%에서 40%까지 높아질 수 있다고 합니다. 그러나 결합된 재료는 쉽게 구할 수 있어야 하고, 무독성이어야 하며, 실리콘과 호환되어야 한다는 요건을 충족해야 합니다.

그는 태양 전지를 위한 새로운 소재를 개발하는 것이 대규모 태양 에너지 응용 분야를 촉진하고, 화석 연료에 대한 의존도를 줄이고 깨끗한 에너지 미래로 나아가는 데 중요한 요소라고 예측했습니다. 그는 "세 번째 에너지 혁명은 태양열 혁명일 수 있는데, 이는 태양열을 전례 없는 효율성과 낮은 비용으로 전기로 변환할 수 있는 새로운 소재를 사용하는 것입니다." 라고 말했습니다.

영국 케임브리지 대학교의 리처드 헨리 프렌드 교수는 태양 전지 생산에서 은에서 구리와 같은 더 일반적인 금속으로 전환할 것을 권장합니다. 이를 통해 귀금속에 대한 의존도를 낮추고 지속 가능한 공급원을 확보할 수 있습니다.

전문가는 홍콩(중국)의 한 대학이 AI를 적용하여 재료의 컴퓨터 시뮬레이션 과정에서 시간을 줄이고, 실리콘에 다양한 층을 배열하고, 매우 시간을 절약할 수 있는 연구 방향을 제공하고, 재료 연구에 지름길을 만든 사례를 인용했습니다. 그는 "저는 연구에서 AI의 역할을 지지합니다" 라고 말했습니다.

태양에너지의 미래는 재료의 개선뿐만 아니라 인공지능(AI) 기술의 적용에도 달려있습니다. AI는 재료 제품을 시뮬레이션하고, 선별하고, 제조 공정을 최적화하여 시간과 비용을 절감합니다.

영국 뉴캐슬 대학 왕립학회(URF)의 연구원인 마리나 프라이타그 교수는 새로운 소재를 개발할 때는 적응성이 있지만 시간이 지남에 따라 변화하기도 한다고 말했습니다.

그녀는 실리콘과 같은 성능과 좋은 재활용성을 갖춘 잠재적인 소재인 페로브스카이트를 통합하는 것을 제안했습니다. 페로브스카이트를 실리콘과 결합하면 필요한 실리콘 양을 최대 80%까지 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 생산 효율을 높이고 CO2 배출량을 크게 줄일 수 있으며 태양 전지 시스템에 필요한 농경지 양도 줄일 수 있습니다.

캘리포니아 대학 미국 캠퍼스의 응우옌 투크 쿠옌 교수도 전문가들의 의견에 동의하며 AI는 에너지 사용과 데이터 센터를 함께 고려해야 한다고 말했습니다. AI가 효과적이려면 데이터 표준화와 정보 입력 품질 향상도 필수적이다.

하 꾸옹

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