KR20090085051A - 초-저비용 ｏｐｖ 모듈을 가지는 솔라 팜 - Google Patents

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KR20090085051A
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플렉스트로닉스, 인크
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Abstract

솔라 팜은 솔라 패널 및 제한적인 효율과 수명을 가지는 솔라셀을 포함한다. 그러나 이는 저비용이고 쉽게 교체가능하다. 저분자 질량 유기 화합물 및 전도성 중합체를 포함하는 중합성 유기 화합물을 포함하는 유기적 광활성층이 사용될 수 있다. 폴리티오펜 및 위치 규칙적인 폴리티오펜은 광활성층을 위한 바람직한 실시예이고 플러렌 화합물과 결합될 수 있다. 비용 모델링은 솔라 팜의 경제적인 수익성을 증명하는 작업을 수행할 수 있다. 에너지의 레벨화된 비용이 계산된다.
솔라 팜, 솔라셀, 솔라셀 패널, 비용 모델링

Description

초-저비용 ＯＰＶ 모듈을 가지는 솔라 팜{SOLAR FARMS HAVING ULTRA-LOW COST OPV MODULES}
관련출원
본 출원은, 본 명세서에서 참조되는 2006년 10월 2일 출원된 미국 출원 제60/848,363호에 대하여 우선권 주장을 한다.
배경기술
솔라셀(solar cells) 또는 광전지 장치(photovoltaic devices)는 광에너지를 얻기 위한 솔라 팜(solar farms)에서 큰 규모의 사용을 위해서 제안되어왔다. 그러나, 대부분의 경우에 이와 같은 팜은 높은 에너지 변환, 가능한 큰 효율(quantum efficiency) 및 수명을 가지는 물질을 사용하도록 계획된다. 예를 들어, 미국 특허공개 제2005/00828524호는 고-효율 다중-접합 광전지 셀(high-efficiency multi-junction photovoltaic cells)의 사용을 개시한다.
솔라셀 개발은 일반적으로 여러 개발 세대로 분할될 수 있다. 예를 들어, 제1 세대 솔라셀은 통상적으로 실리콘으로 제조되는 대-면적 단일층 p-n 접합 다이오드(large-area single layer p-n junction diode)로부터 제조된다. 제2 세대에서는, 각 층이 차례로 긴 파장을 흡수하도록 설계된 다중층이 사용될 수 있다. 제3 세대는, 예를 들어 염료 감응형 셀(dye sensitized cells), 유기 중합체 셀(organic polymer cells) 또는 양자 점 솔라셀(quantum dot solar cells)을 사용할 수 있는 반도체 장치이다. 더욱 일반적으로, 박막 기술(thin film technologies)은 예를 들어 CdTe, CIGS, CIS, GaAs, 흡광 염료(light absorbing dyes), 실리콘 및 유기/중합체 솔라셀을 포함한다.
솔라셀은 전기적으로 연결되고 모듈로서 캡슐화(encapsulated) 될 수 있고 광전지 배열(photovoltaic array) 또는 솔라 패널(solar panel)로서 불리울 수 있다. 솔라 패널은 전면부에 유리 시트를 가질 수 있고, 후면부에 소자로부터 물질을 보호하기 위해 태양 차페(sun side up) 및 수지 베리어(resin barrier)를 가질 수 있다. 솔라셀은 모듈에서 연속해서 연결되어 부가적인 전압을 생성할 수 있다. 수정(crystalline) 또는 태양전지용 실리콘(solar-grade silicon), c-Si에 기초한 솔라 패널은 25년 동안 보장될 수 있고 이에 35년을 더한 기간을 활용가능 수명으로 파악한다.
전기-발전 시스템의 경제적인 비용은 전송되는 킬로와트-시간(kilowatt-hour) 당 가격으로 계산될 수 있다. 경제적인 모델이 발전될 수 있고 소프트웨어 프로그램이 솔라 팜에 대한 경제적인 성과를 예측하기 위하여 사용될 수 있다. 이와 관련하여 다음을 참조한다. (1) "Solar Advisor Model: User Guide for Solar America Initiative Technology Pathway Partnerships Applicants", 2006년 6월 30일, NREL 저 (2) "A Manual for the Economic Evaluation of Energy Efficiency and Renewable Energy Technologies.", 1995년 3월, NREL(National Renewable Energy Laboratory) 저, NREL Technical Publication 662-5173. 파라미터 "LCOE(levelized cost of energy)"가 태양 전력의 비용을 다른 방법에 의해서 생성된 전력과 비교하기 위한 주요한 측정 수단으로서 사용될 수 있다.
전도성 중합체(conductive polymers)가 솔라셀에 대해서 잠재적으로 유용하다고 인정되지만, 이들은 일반적으로 종래 기술에서, 낮은 효율, 짧은 수명, 효율 저하를 야기 및 환경에 민감하다는 이유 때문에 송전망과의 통합을 포함한 큰 규모의 어플리케이션에는 적합하지 않은 것으로 간주된다. 따라서, 전도성 중합체 및 상대적으로 낮은 효율 및 수명을 가지는 다른 태양 활성 물질(solar active materials)은 일반적으로 솔라 팜을 위해서 제안되거나 사용되지 않는다. 그 보다는, 50% 혹은 그 이상의 효율을 발생시키는 물질을 찾기 위한 연구 움직임이 있다. 그럼에도 불구하고, 솔라셀 에너지 생산 및 이의 구현을 위한 경제적인 모델을 향상시키기 위한 요구가 계속되고 있다. 구체적으로, 유기-기반 광전지 장치(organic-based photovoltaic devices; OPVs)를 위한 새로운 어플리케이션이 요구된다.
예를 들어 LCOE의 방식으로 측정되는, 솔라 팜의 최저 비용은 수명 연장으로부터 얻을 수 없다는 것이 인정된다. 오히려, 초-저비용 교체품(ultra-low cost replacemetns)(예를 들어, 스왑-인 및 스왑-아웃)을 위해서 설계된 솔라 팜 시스템에서 초-저비용 유기 광전지 모듈이 사용될 수 있다.
본 발명은 장치, 시스템, 제조 방법 및 사용 방법뿐만 아니라 비지니스 모델을 포함한다.
이에 따라, 일 실시예는, 태양광을 전력으로 변환하기 위해서 채용되는 복수의 교체가능한 솔라셀 패널(solar cell panels)을 포함하며, 상기 패널은 약 13% 이하의 에너지 변환 효율과 약 15년 이하의 수명(T50)을 가지는 솔라셀을 포함하는 솔라 팜을 제공한다.
다른 실시예는, 태양광을 전력으로 변환하기 위해서 채용되는 복수의 교체가능한 솔라셀 패널을 제작하는 단계를 포함하며, 상기 패널은 약 13% 이하의 에너지 변환 효율 및 약 15년 이하의 수명(T50)을 가지는 솔라셀을 포함하는 솔라 팜을 제조하는 방법을 포함한다. 실시예는 제작된 교체가능한 솔라셀 패널을 솔라 팜에 조합하는 단계를 더 포함할 수 있다.
다른 실시예는, 태양광을 전력으로 변환하기 위해서 채용되는 복수의 교체가능한 솔라셀 패널을 제공하는 단계(상기 패널은 약 10% 이하의 에너지 변환 효율을 가짐), 솔라셀 패널을 태양광에 노출하는 단계, 솔라셀 패널을 추가적인 교체가능한 솔라셀 패널로 교체하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.
장점은 향상된 투자의 경제적 복구를 포함한다.
도 1은 솔라 팜 모델의 가정들을 도시하는 도면.
도 2는 시간에 대한 솔라 팜의 LCOE를 도시하는 도면.
도 3은 OPV 미니-공정 라인 개발 및 제조에 대한 개략도를 도시하는 도면.
도 4는 OPV에 대한 LCOE의 계산을 도시하는 도면.
도 5는 효율 저하가 경제에 미치는 영향을 도시하는 도면.
도 6은 반드시 수명이 가장 긴 것은 아닌 최적화된 LCOE를 도시하는 도면.
서론
여기에 인용된 모든 참고들은 참조에 의하여 전부 삽입된다.
2006년 10월 2일에 출원된 우선권 가출원 제60/848,363호는 13개의 도면을 포함한 그 전체가 여기에 참조에 의하여 삽입된다.
우선권 가출원 제60/848,363호의 도 1은 2006년을 시작점으로 하고 2015년을 통과하는 기술 발전 경로에 대한 개관을 제공한다. 이는 효율성, MTBF, 효율 저하, 수명 및 색을 포함하는 파라미터들을 열거하는데, 이들은 아래에서 더 설명된다. 이는 또한 솔라 팜, 솔라 창, 및 루프탑(roof-top)을 포함하는 상업화를 위한 목적 응용들을 언급한다.
연도 2006 2008 2012 2015
효율성 4% 7% 10% 13%
MTBF 1년 5년 10년 20년
첫해의 효율 저하 50% 40% 30% 20%
진행되는 효율 저하 --- 연간 10% 연간 5% 연간 5%
수명(T50) 1년 3년 7년 10년
모듈 색 적색 청록색 중간색 투명색
솔라셀 패널 또는 모듈은 업계에 잘 알려져 있고 태양광을 전력으로 변환시키도록 구성될 수 있다. 패널 또는 모듈은, 예를 들어 복수의 유닛 솔라셀을 포함할 수 있는데, 각각의 솔라셀은, 예를 들어 에너지 변환 효율 및 수명(T50)을 포함 하는 업계에 알려진 파라미터들에 의해 특징지어질 수 있다. 예를 들어, 솔라 패널 또는 모듈은 유리로 만들어진 전면, 상호 연결된 솔라셀들, 내장 재료(embedding material), 및 후면 구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, 미국특허 제7,049,803호를 참고한다. 유리 전면은 기계적인 영향 및 대기의 영향에 대한 보호를 제공할 수 있다. 유리는 적합한 흡수 및 전송을 제공하도록 구성될 수 있다. 솔라셀 패널의 추가적인 예들이, 예를 들어 앤더슨(Anderson) 등의 미국특허 제4,830,038호; 앤더슨 등의 미국특허 제5,008,062호; 및 게이(Gay)의 미국특허 제4,638,111호 및 제4,461,922호에 설명되어 있다. 일반적으로, 캡슐화, 포장, 적재, 전기적 상호 연결, 및 하우징이 솔라셀 구성요소를 환경적인 영향 및 제조 방법으로부터 보호하기 위하여 사용될 수 있고, 개별적인 솔라셀들을 하나의 패널 또는 모듈로 통합하는데 사용될 수 있다.
솔라 팜들은 업계에 일반적으로 알려져 있고, 보다 큰 규모의 상업적 전력 생산 장소일 수 있다. 우선권 가출원 제60/848,363호의 도 2에 한 예가 대기 원근법(aerial perspective)을 포함하여 도시되어 있다. 솔라 팜은, 예를 들어 지붕 또는 개방된 땅 위에서 사용될 수 있다.
솔라 팜은, 예를 들어 태양을 따라가고, 햇빛을 집중시키고, 인버터에 의하여 DC를 AC로 변환시키고, 에너지를 저장하는 등의 동작을 위하여 솔라 패널들을 세우고 기울이는 방법과 같은 업계에 알려진 방법들을 이용할 수 있다.
솔라셀 재료는 M.A. Green, Third Generation Photovoltaics: Advanced Solar Energy Conversion, Springer-Verlag, Berlin, 2004에 일반적으로 기술되어 있다.
전체적인 시스템의 수명은, 예를 들어 최소한 35년일 수 있다.
패널 또는 모듈의 크기는 구체적으로 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 모듈당 약 0.1에서 약 100 평방 미터, 또는 모듈당 약 0.5 평방 미터에서 모듈당 약 10 평방 미터, 또는 모듈당 약 1 평방 미터일 수 있다. 일 실시예는, 예를 들어 6 인치 x 6 인치의 실시예, 또는 1 미터 x 1 미터의 실시예, 또는 3 미터 x 3 미터의 실시예이다. 다수의 솔라셀이 하나의 모듈에 같이 사용될 수 있고, 전극들이 모듈마다 다수의 셀의 사용을 위해 구성될 수 있다.
교체 가능한 솔라셀 패널
교체 가능한 솔라셀 패널이 업계에 알려진 방법에 의해 제작될 수 있다. 얇은 필름 솔라셀이 만들어질 수 있다. 롤투롤(roll-to-roll) 방식의 인쇄가 실행될 수 있다. 나노구조 재료가 사용될 수 있다. 선택적으로 모듈이라고 불리는 패널은 활성층, 전극, 및 포장을 포함할 수 있다.
예시적인 방법이 도 3(우선권의 가출원 제60/848,363호의 도 10)에 제공된다. 과정은 양극(anode)으로 투명한 전도 물질(conductive material; TC)로 코팅될 수 있는 유리 기판을 가지고 시작할 수 있다. TC의 패터닝이 실행될 수 있다. 유기 구성요소는 스핀 코팅, 롤 코팅, 또는 드로우 바 코팅(draw bar coating)과 같은 알려진 코팅 과정에 기초하여 층으로 만들어질 수 있다. 유기층은 패터닝될 수 있다. 음극층(cathode layer)은 기상법(vapor method) 또는 용액법(solution method)으로 제작될 수 있다. 추가적인 스크라이빙(scribing) 및 브레이킹이 응용에 따라 실행될 수 있다. 캡슐화 및 실링(sealing)이 실행될 수 있다. 일반적으로, 단계들은 최소 비용을 유지하도록 실행되어, 교체 가능한 솔라 패널이 사용하기에 비싸지 않도록 한다.
패널은 쉽고, 효율적이고, 경제적으로 교체 가능하도록 구성된다. 패널들은 영구적이거나 반영구적으로 부착되지 않는다. 오히려, 그들은 비영구적으로 부착된다. 패널은 그 구조가 교체되도록 만들어졌으므로 사용 후 버릴 수 있지만, 교체가 필요할 때까지 사용되기에 충분히 안정하다. 예를 들어, 프레임 및 전력 블록이 저비용의 제거 및 삽입 또는 저비용 교체의 연결을 가능하게 하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 사용하기 복잡하거나 비싸거나 어려운 기구가 필요 없이, 수동 교체가 사용될 수 있다. 그에 반해, 종래 기술의 솔라셀 패널은 쉬운 교체가 목적이 아니므로 교체가 어렵게 구성될 수 있다.
솔라셀은, 예를 들어 UV 방사를 차단하고 습기 및 산소 투과를 최소화하기 위해 수지(resin) 및 필름으로 캡슐화될 수 있다.
패널의 사용자는, 예를 들어 개방된 평평한 지붕 또는 솔라 팜의 설치에 최소한의 제약을 제시하는 시설에 인접한 편리한 지상 공간을 가질 수 있다.
광전지 모듈 또는 패널은 일반적으로 알려져 있다. 예를 들어, 젠더(Zander) 등의 미국특허 제6,329,588호; 젠더 등의 제6,391,458호; 및 도너(Dorner) 등의 제7,049,803호를 참고한다.
넓은 면적의 광전지 셀들은 일반적으로 알려져 있다. 예를 들어, 피츠 키(Fitzky) 등의 미국특허 제4,385,102호를 참고한다.
유기 광전지
광활성층(photoactive layer)은, 예를 들어 벌크 헤테로접합을 형성하기 위해 p-타입 및 n-타입 재료를 포함할 수 있다.
광활성층은 낮은 분자량의 화합물, 중합체(polymer), 또는 그 조합을 포함하는 유기 화합물을 포함할 수 있다.
유기 전도성 또는 공액성(conjugated) 중합체는 광활성층에 사용될 수 있다. 예를 들어, 폴리티오펜과 같은 위치 규칙적인 중합체가 사용될 수 있다. 예를 들어, 맥클로우(McCullough) 등의 미국특허 제6,602,974호 및 제6,166,172호, 윌리엄스(Williams) 등의 미국 특허공개 제2006/0076050호를 참고한다. 또한 2006년 2월 24일에 출원된 레어드(Laird) 등의 미국 가출원 제60/776,213호 (고성능 중합체 광전지(High Performance Polymer Photovoltaics)) 및 2006년 3월 16일에 출원된 윌리엄스 등의 미국 정규출원 제11/376,550호 (개선된 전자 성능을 갖는 가용성 폴리티오펜의 공중합체(Copolymers of Soluble Polythiophenes with Improved Electronics Performance))을 참고한다. 또한 플렉스트로닉스사(Plextronics (Pittsburgh, PA))로부터 이용가능한 재료들을 참고한다.
플러렌(fullerenes) 같은 재료들은 또한, 예를 들어 전도성 중합체 및 PCBM 같은 가용성 플러렌 유도체의 혼합물로 사용될 수 있다. 예를 들어, 2007년 5월 2일에 출원된 레어드 등의 미국 특허출원 제11/743,587호 및 2006년 6월 13일에 출 원된 레어드 등의 미국 가출원 제60/812,961호 (플러렌 및 그 유도체를 포함하는 유기 광전지 장치(ORGANIC PHOTOVOLTAIC DEVICES COMPRISING FULLERENES AND DERIVATIVES THEREOF))을 참고한다. 5% 이상의 효율이 얻어질 수 있다. 전도성 중합체의 한 예는, 예를 들어 폴리3-헥실티오펜(poly(3-hexylthiophene))을 포함하는 폴리3-알킬티오펜(poly(3-alkylthiophene))이다. n-타입 및 p-타입 재료들은 에너지적으로 맞추어질 수 있다. 전자 흡인기(electron-withdrawing groups)는 플러렌 화합물에 부착될 수 있다. C60 또는 C70 또는 C84 또는 탄소 나노튜브 화합물 및 C60 및 C70 또는 C84 또는 탄소 나노튜브 유도체 화합물이 사용될 수 있다. 나노구조의 탄소 재료를 포함하는 재료들이, 예를 들어 나노-C사(Nano-C, Inc. (Westwood, Ma))로부터 얻어질 수 있다. 탄소 나노튜브는 단일벽, 이중벽, 또는 다중벽일 수 있다.
또한, 인쇄된 솔라 패널들은 제이라(Zeira) 등의 미국 특허공개 제2005/0247340호에 설명되어 있다.
기타 컴포넌트
홀 주입 및 홀 전송층이 사용될 수 있다. 홀 주입 물질의 예로는 하몬드 외의 미국 특허공개 제2006/0175582호(홀 주입 층 구성) 및 2006년 7월 21일에 출원한, 세사드리 외의 미국 특허출원 제60/832,095호(술폰 전도성 중합체...)를 포함한다. Baytron PEDOT:PSS가 사용될 수 있는 반면, 산성은 이러한 물질과 관련되어 문제될 수 있다.
전극은 양극 및 음극일 수 있다. 양극은, 예를 들어 인듐 주석 산화 물(indium tin oxide)과 같은 전도성 투명 산화물일 수 있다. 음극은, 예를 들어 Ca/Al 또는 LiF/Al 뿐만 아니라 LiF/Ca/Al 및 Mg/Ag을 포함하는 이중층(bilayer)일 수 있다. 낮은 반응성 단일층 음극은, 예를 들어 Al, Mg, Ag이 사용될 수 있다. 용액 또는 진공 제조 방법이 사용될 수 있다. 생산-후 음극 처리(post-production cathode treatments)가 수행될 수 있다.
포장 물질는, 예를 들어 실란트와 접착제를 포함할 수 있다.
기판을 사용할 수 있다.
픽셀을 사용할 수 있다.
다음 테이블은 모듈층 및 기능의 개요를 포함한다.
탑 기판 / 라미네이트(laminate) & 베리어
탑 전극
활성층
투명 전극
기판, 베리어 & 방사방지
자외선 보호를 위한 코팅
효율성
에너지 변환 효율(η, eta)은, 예를 들어 약 13% 이하, 약 10% 이하, 약 7% 이하, 또는 약 4% 이하가 될 수 있다. 이 값은 흡수된 빛에서 전기 에너지로 변환되고, 솔라셀이 전기 회로에 연결되었을 때 모은 전력의 비율이다. 이를 다음과 같이 표현할 수 있다:
η = Pm / E x Ac
여기서, Pm은 와트로 나타내는 최대 전력 점이며, E는 표준 테스트 조건에서 입사 빛의 조도(W/m2)이고, AC는 솔라셀의 표면 면적(평방 미터)이다.
실제로, 에너지 변환 효율은 단락(short-circuit) 전류 밀도(JSC = ISC/AC) 및 솔라셀의 전압 분석에 의해서 측정될 수 있는데, 여기서의 전압은, 어둡고 AM1.5G(하나의 태양, 1000W/㎡) 조명 하에서 장치의 0에서부터 VOC까지 스윕핑(sweep)한다. 픽셀의 면적은, 장치의 전류 밀도의 정확한 예측을 위해서 결정될 수 있다. 수집된 데이터로부터, 솔라셀의 매개 변수 VOC (오픈 회로 전압), JSC, FF(필 인자)가 결정될 수 있다. 에너지 효율은 간단하게 [(JSC x VOC x FF) / 100 mW/cm2]와 동일하다.
수명
수명(T50)은, 예를 들어 약 15년 이하, 약 10년 이하, 약 7년 이하, 약 3년 이하, 또는 약 일 년 이하가 될 수 있다. 수명 T50은 초기 효율의 절반으로 효율이 저하될 때까지 걸리는 시간에 의해 측정될 수 있다. 예를 들어, 5%의 원래 효율이 2.5%로 효율 저하될 수 있고, 이러한 효율 저하가 일어나기까지의 시간이 측정될 수 있다.
면적
솔라 팜은 넓은 면적의 모듈로 대규모 전력 생산을 위해 건설될 수 있다. 면적이란, 빛이 입사할 때 활성 장치를 포함하는 박막에 연결될 수 있는 모듈의 표 면을 의미한다. 예를 들어, 면적은 적어도 약 500m2 이상, 또는 약 1,000m2 이상, 또는 약 4,000m2 이상, 또는 약 10,000m2 이상일 수 있다.
솔라 팜은 적어도 약 50MWh, 또는 적어도 약 100MWh, 또는 적어도 약 1,000MWh, 또는 2,000 MWh, 또는 적어도 약 5,000MWh, 또는 적어도 약 10,000MWh의 연간 생산 능력을 가질 수 있다.
MTBF
다른 매개 변수는 오류 사이의 평균 시간(MTBF)이다. 이것은 정상적인 작동 조건 하에서의 수명이 결정되는 것과 유사한 테스트 조건 및 상이한 테스트 조건 하에서 몇 가지 모듈의 테스트를 함으로써 측정된다. 모든 모듈에서 예상되는 값은 일관되게 일치하지는 않으며, 따라서 평균 시간은 모듈의 기대 수명으로서 보고된다.
효율 저하
다른 매개 변수는 효율 저하와 관련 있다. 예를 들어, 1 년의 효율 저하는 오픈 회로 전압, 단락 전류 및 필 인자의 감소로 인해 모듈에 의해 생성되는 전력의 감소를 의미한다. 1년의 효율 저하는, 예를 들어 적어도 약 5%, 또는 적어도 약 10%, 또는 적어도 약 20% 일 수 있다. 지속적인 효율 저하는, 캡슐화의 효율 저하의 상호접속의 문제점으로 인한 전력 손실 및 이와 결합된 개별 셀 성능의 효율 저하를 의미한다.
모듈 색상
모듈 색상은 또 다른 매개 변수이다. 예를 들어, 모듈은 불그스레하거나 푸른빛이 도는 녹색일 수 있다. 이는, 이것이 활성층에 의해서 빛이 효과적으로 흡수되는 태양 스펙트럼의 일부를 나타내는 표시이기 때문에 중요하다. 이는 광전류를 생성하기 위해서 수확될 수 있는 광자의 총 개수를 결정한다. 색상은 회색(neutral)일 수도 있다.
추가의 실시예
본 명세서에 기술된 실시예는 초-저비용 OPV 모듈을 포함할 수 있는데, 이는 빠르게 개선되는 기술의 맥락에서 사용되나, 고속 효율 저하는 아직 일어나지 않았다. 시스템은 초-저비용의 스왑-인/스왑-아웃(swap-in/swap-out)에 적용되도록 생성될 수 있다. 이러한 실시예에 있어서, 최저 비용이 연장된 수명으로 인한 것은 아니다. 이러한 실시예에 있어서, 모듈은 경제적인 최적의 지점에서, 예를 들어 η= 50%에서 대체될 수 있다.
우선권 출원 제60/848,363호의 도 4는 솔라 팜의 출력의 한 부분으로서 연간 생산량 동향을 보여준다.
우선권 출원 제60/848,363호의 도 5는 설치된 연간 최대 용량을 보여준다.
우선권 출원 제60/848,363호의 도 6은 설치된 연간 태양 셀 면적을 보여준다.
우선권 출원 제60/848,363호의 도 7은 연간 솔라 팜 비용을 보여준다.
우선권 출원 제60/848,363호의 도 8은 800MW의 광전지에서의 "펜실베이니아 전속 시장"을 보여준다.

Claims (31)

  1. 태양광을 전력으로 변환하기 위해서 채용되는 복수의 교체가능한 솔라셀 패널(solar cell panels)을 포함하고, 상기 패널들은 약 13% 이하의 에너지 변환 효율 및 약 15년 이하의 수명(T50)을 가지는 솔라셀들을 포함하는 솔라 팜(solar farm).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 에너지 변환 효율은 약 10% 이하인 솔라 팜.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 에너지 변환 효율은 약 7% 이하인 솔라 팜.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 에너지 변환 효율은 약 4% 이하인 솔라 팜.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 수명은 약 10년 이하인 솔라 팜.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 수명은 약 7년 이하인 솔라 팜.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 수명은 약 3년 이하인 솔라 팜.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 솔라 팜은 약 500제곱미터 이상의 솔라 팜 면적을 가지는 솔라 팜.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 솔라 팜은 약 4,000제곱미터 이상의 솔라 팜 면적을 가지는 솔라 팜.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 솔라 팜은 약 10,000제곱미터 이상의 솔라 팜 면적을 가지는 솔라 팜.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 솔라 팜은 적어도 약 50MWh의 연간 생산 용량을 가지는 솔라 팜.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 솔라 팜은 적어도 약 100MWh의 연간 생산 용량을 가지는 솔라 팜.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 솔라 팜은 적어도 약 2,000MWh의 연간 생산 용량을 가지는 솔라 팜.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 솔라셀들은 유기 화합물을 포함하는 활성층들(active layers)을 포함하는 솔라 팜.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 솔라셀들은 중합성 유기 화합물(polymeric organic compound)을 포함하는 활성층들을 포함하는 솔라 팜.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 솔라셀들은 공액 중합성 유기 화합물(conjugated polymeric organic compound)을 포함하는 활성층들을 포함하는 솔라 팜.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 솔라셀들은 폴리티오펜 유기 화합물(polythiophene organic compound)을 포함하는 활성층들을 포함하는 솔라 팜.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 에너지 변환 효율은 약 10% 이하이고 상기 수명은 약 7년 이하인 솔라 팜.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 에너지 변환 효율은 약 7% 이하이고 상기 수명은 약 3년 이하인 솔라 팜.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 에너지 변환 효율은 약 4% 이하이고 상기 수명은 약 1년 이하인 솔라 팜.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 에너지 변환 효율은 약 10% 이하이고 상기 수명은 약 7년 이하이고, 상기 솔라 팜은 약 1,000제곱미터 이상의 솔라 팜 면적을 가지며, 상기 솔라셀들은 유기 화합물을 포함하는 활성층들을 포함하는 솔라 팜.
  22. 솔라 팜을 제조하는 방법으로서,
    태양광을 전력으로 변환하기 위해서 채용되는 복수의 교체가능한 솔라셀 패널을 제작하는 단계를 포함하고, 상기 패널들은 약 13% 이하의 에너지 변환 효율을 가지고 약 15년 이하의 수명(T50)을 가지는 솔라셀들을 포함하는 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 제작된 교체가능한 솔라셀 패널들을 솔라 팜으로 조합하는 단계를 더 포함하는 방법.
  24. 태양광을 전력으로 변환하기 위해서 채용되는 복수의 교체가능한 솔라셀 패널을 제공하는 단계 - 상기 패널들은 약 10% 이하의 에너지 변환 효율을 가지는 솔라셀들을 포함함 -;
    상기 솔라셀 패널들을 태양광에 노출하는 단계;
    상기 솔라셀 패널들을 추가적인 교체가능한 솔라셀 패널들로 교체하는 단계를 포함하는 방법.
  25. 태양광을 전력으로 변환하기 위해서 채용되는 복수의 교체가능한 솔라셀 패널을 포함하고, 상기 패널들은 약 13% 이하의 에너지 변환 효율 및 약 15년 이하의 수명(T50)을 가지는 솔라셀들을 포함하며, 상기 솔라셀 패널들은 솔라 팜으로서 기능하도록 채용되는 시스템.
  26. 태양광을 전력으로 변환하기 위해서 채용되는 복수의 교체가능한 솔라셀 패 널을 포함하고, 상기 패널들은 약 20년 이하의 오류 사이의 평균 시간(MTBF)을 가지는 솔라셀들을 포함하는 솔라 팜.
  27. 태양광을 전력으로 변환하기 위해서 채용되는 복수의 교체가능한 솔라셀 패널을 포함하고, 상기 패널들은 적어도 5%의 1년 효율 저하(a one year degradation)를 가지는 솔라셀들을 포함하는 솔라 팜.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 셀들은 적어도 10%의 1년 효율 저하를 가지는 솔라 팜.
  29. 제27항에 있어서,
    상기 셀들은 적어도 20%의 1년 효율 저하를 가지는 솔라 팜.
  30. 솔라셀 패널로서,
    약 13% 이하의 에너지 변환 효율 및 약 15년 이하의 수명(T50)을 가지는 복수의 솔라셀을 포함하고, 상기 솔라셀 패널들은 교체가능하도록 채용된 솔라셀 패널.
  31. 태양광을 전력으로 변환하기 위해서 채용되는 복수의 교체가능한 솔라셀 패 널을 포함하고, 상기 패널들은 약 13% 이하의 에너지 변환 효율 및 약 15년 이하의 수명(T50)을 가지는 솔라셀들을 포함하고, 상기 교체가능한 솔라셀 패널들은 약 13% 이하의 에너지 변환 효율 및 약 15년 이하의 수명(T50)을 가지는 솔라셀들을 포함하는 패널들에 의해서 교체되도록 채용되는 솔라 팜.
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