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NTIS 바로가기광학과 기술 = Optical science and technology, v.16 no.1, 2012년, pp.9 - 17
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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다결정 실리콘의 특징은? | 1980년대 이후 태양전지 제조에 가장 먼저 사용된 반도체 재료가 단결정 실리콘이고, 현재 가장 높은 효율도 단결정 실리콘을 사용한 것이다. 다결정 실리콘은 효율은 낮지만 보다 값싸게 만들 수 있기 때문에 대규모 발전시스템 분야에서 가장 널리 이용되고 있다. 전형적인 단결정 및 다결정 실리콘 태양전지와 모듈의 제조공정은 실리콘 원소재로부터 출발하여 잉곳(또는 블록) - 웨이퍼 -태양전지 - 모듈의 순서로 최종 제품에 이르게 된다. | |
PERL 단결정 실리콘 태양전지의 단점은? | 각요소별로 다양한 공정 및 기술이 상용화 되어 있다. 현 재 까 지 가 장 높 은 변 환 효 율 을 기 록 한 PERL(Passivated emitter, rear locally-diffused) 단결 정실리콘 태양전지는 그 구조상 실제 제조공정이 매우 복잡하고 공정에 소요되는 시간도 매우 긴 것이 단점이다. 미국의 Sunpower사에서는 전극을 모두 뒷면에 배치한 구조로 고효율의 단결정 실리콘 태양전지를 양산하고 있다. | |
CIGS 박막 태양전지의 고효율화와 저가격화를 위한 기술 과제의 핵심은? | • 실험실 변환효율의 향상 : 현재 20.3%로 고효율이나 소면적에서 25%의 변환효율을 달성할 수 있어야 한다. 그러기 위해서는 다원화합물이 지닌 물질의 복잡성에 대해 깊은 이해와 공정상의 기본 메카니즘에 대한 심도있는 연구가 반드시 수반되어 실리콘에 대한 이해도 수준까지 올릴 수 있어야 단일접합에서도 지금보다 고효율의 달성이 가능할 것이다. • 신뢰성 있는 저가 대면적 제조장치 : 현재 실험실 최고 효율이 20.3%인 반면 대면적 모듈의 효율은 상대적으로 낮아 그 격차를 줄일 수 있는 저가 장치의 구현이 절실히 요구되고, 특히 복잡한 공정을 실시 간으로 진단하고 제어할 수 있는 기술이 요구된다. • 고수율 저가 공정 : 현재 상업화 공정은 고가의 진공 박막 제조방식으로 비진공의 저가 공정 개발이 절실히 요구된다. 현재 다양한 방식의 공정이 개발 중에 있는데 실험실 수준의 소자 효율이 15%에 달하는등 매우 고무적인 결과들이 도출되고 있다. • In 부존량 부족 : 광흡수층에 사용되는 In은 부존량이 적어 향후 대규모 보급에 가장 큰 걸림돌이 될 것이라는 지적이 있다. CIGS는 광흡수계수가 탁월하여 현재 2 μm인 광흡수층의 두께를 최저 0.5 μm으로 줄여도 고효율을 얻을 수 있다는 전망이다. 다른 방법으로는 In의 사용량을 최소화하거나 전부 다른 원소로 대체하는 방안이다. 현재 In을 Zn와 Sn으로 대체하는 연구가 진행 중에 있으나 실험실적 변환효율이 12% 정도이다. 사용 후 모듈을 모두 회수하여 In을 추출 후 다시 사용할 필요가 있다. • Cd 대체 : 현재 최고의 효율은 buffer 층으로 CdS를 사용한 것인데, 일본 Solar Frontier에서는 이미 Zn(O,S,OH)x를 사용하여 상업화하고 있는 등 대체 재료가 상당 부분 개발 되고 있다. |
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