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초록
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실리콘(결정질, 비정질)을 기반으로 하는 태양전지는 현재 태양전지 시장의 약 95% 이상을 차지하고 있다. 양자점 태양전지나 나노 태양전지와 같은 차세대 태양전지 기술들이 개발되고 있으나 향후에도 태양전지 시장에서 실리콘 기반의 태양전지가 차지하는 비율은 과반을 상회할 것으로 예상된다. 본 논문에서는 실리콘 기판을 기반으로 하는 태양전지의 현황과 고효율화 기술 동향 및 향후 전망에 대해 논하려고 한다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 차세대 태양전지 기술들이 개발되고 있으나 향후에도 태양전지 시장에서 실리콘 기반의 태양전지가 차지하는 비율은 과반을 상회할 것으로 예상된다. 따라서 이 글에서는 실리콘을 기반으로 하는 태양전지의 현황과 전망에 대해 기술하여 향후 태양광 시장의 기술 흐름 및 Grid Parity를 달성하고 최고의 신재생 에너지 산업이 되기 위한 태양광 산업의 움직임을 논하려 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
결정질 실리콘 웨이퍼의 제조 비용의 특징은? 고효율 태양전지를 위한 결정질 실리콘 웨이퍼의 제조 비용을 분석해 보면, 웨이퍼 원자재인 폴리 실리콘의 구매 비용보다 웨이퍼 제작 공정에서 발생되는 부대비용이 더 많음을 알 수 있다. 더욱이 폴리 실리콘의 가격이 낮아지면 상대적인 웨이퍼 제조비용의 비중이 더욱 증가하게 된다.
새로운 구조의 양산형 고효율 구조를 가지는 대표적인 태양전지는 무엇인가? 일반적인 구조를 갖는 양산형 태양전지의 효율을 극복하고 높은 변환효율을 통한 태양광 시장 선점 및 와트 당 생산 단가의 개선을 위해서 몇몇의 태양광기업들은 기존의 구조 와는 다른 새로운 구조의 태양전지를 양산화 하기 시작했는데 IBC(Interdigitated Back Contact) 와 HIT(Heterojunction with Intrinsic Thin Layer), 태양전지가 대표적인 새로운 구조의 양산형 고효율 구조로 손꼽힌다.[11,12]
이종접합 태양전지 공정에서 metal grid를 낮은 온도에서 소성을 진행해야하는 이유는? 따라서 박막 실리콘 태양전지와 흡사하게 반사방지막의 역할과 전극으로 사용할 수 있는 투명전도 산화막을 전후면에 반드시 형성하여야 한다. Metal Grid의 경우도 비정질 실리콘 내부의 수소결합 파괴를 막기 위해 낮은 온도에서 소성을 진행하여야 한다.
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참고문헌 (19)

  1. 이민식, 황교민 "글로벌 태양광산업의 전망과 전략적 시사점", 산은경제연구소, 2011. 

  2. Jessica Jin "Global PV Market Outlook", HIS Technology, 2015. 

  3. M. A. Green, Prog. Photovolt: Res. Appl. 17, 2009, pp. 183-189. 

  4. K. Masuko, M. Shigematsu, T. Hashiguchi, D. Fujishima, M. Kai, N. Yoshimura, T. Yamaguchi, Y. Ichihashi, T. Mishima, N. Matsubara, T. Yamanishi, T. Takahama, M. Taguchi, E. Maruyama, S. Okamoto, IEEE Journal of Photovoltaics. 4, 2014, pp. 1433-1435. 

  5. "International Technology Roadmap for Photovoltaic (ITRPV) 2014 Results", SEMI, 2015. 

  6. Y. Lee, B. Kim, S. M. Iftiquar, C. Park and J. Yi. "Silicon solar cells : Past, present and the future". Journal of the Korean Physical Society, Vol. 65, Issue 3, 2014, pp. 355-361. 

  7. "International Technology Roadmap for Photovoltaic (ITRPV) 2013 Results", SEMI, 2013. 

  8. D. M. Chapin, C. S. Fuller, and G. L. Pearson, "A New Silicon p-n Junction Photocell for Converting Solar Radiation into Electrical Power", J. Appl. Phys, 25, 1954, pp. 676. 

  9. J. Zhao, A. Wang and M. A. Green "24.5% Efficiency silicon PERT cells on MCZ substrates and 24.7% efficiency PERL cells on FZ substrates", Prog. Photovoltaics, 7, 1999, pp. 471. 

  10. 박철민, 조재현, 이영석, 박진주, 주민규, 이윤정, 이준신. "실리콘 태양전지의 기술현황 및 전망", Current Photovoltaic Research, Vol. 1, No. 1, 2013, pp. 1-10. 

  11. M. Taguchi, Y. Tsunomura, H. Inoue, S. Taira, T. Nakashima, T. Bada, H. Sakata, E. Maruyama, "High-Efficiency HIT Solar Cell on Thin ( $ ) Silicon Wafer", Proc. 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference, 2009, pp. 1690. 

  12. M. D. Lammert, R. J. Schwartz, "The Interdigitated Back Contact Solar Cell: A Silicon Solar Cell for Use in Concentrated Sunlight", IEEE Trans. on Electron Devices, 24, 1977, pp. 337. 

  13. R. A. Sinton, Y. Kwark, J. Y. Gan, R. M. Swanson, "27.5-Percent Silicon Concentrator Solar Cells", IEEE Electron Device Letter 7, 1986, pp. 567-569. 

  14. P. J. Cousins, D. D. Smith, H. Luan, J. Manning, T. D. Dennis, A. Waldhauer, K. E. Wilson, G. Harley and W. P. Mulligan. "Generation 3 : Improved Performance at Lower Cost", IEEE Photovoltaic Specialists Conference (PVSC), 35th, 2010, pp. 275-278. 

  15. "Solion XP Ion Implanter : For Cost-Effective Advanced PV Cell Manufacturing", Applied Materials, 2013. 

  16. http://news.panasonic.com/press/news/official.data/data.dir/2014/04/en140410-4/en140410-4.html 

  17. M. Konagai, "Future-PV Innovation Project Development of Si-Nano-wire Solar Cells". Korea Photovoltaic Society (KPVS) Conference, 2013. 

  18. T. Sameshima, J. Takenezawa, M. Hasumi, T. Koida, T. Kaneko, M. Karasawa and M. Kondo, "Multi Junction Solar Cells Stacked with Transparent and Conductive Adhesive", Japanese Journal of Applied Physics, 50, 2011, pp. 052301. 

  19. J. P. Mailoa, C. D. Bailie, E. C. Johlin, E. T. Hoke, A. J. Akey, W. H. Nguyen, M. D. McGehee and T. Buonassisi, "A 2-terminal perovskite/silicon multijunction solar cell enabled by a silicon tunnel junction" Applied Physics Letters, 106, 2015, pp. 121105. 

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