[논문]결정질 실리콘 태양전지용 스크린 프린팅 전극 공정 개발

엄태우; 이상협; 송찬문; 박상용; 임동건

doi:10.21218/cpr.2017.5.1.009

[국내논문] 결정질 실리콘 태양전지용 스크린 프린팅 전극 공정 개발
Screen Printing Electrode Formation Process for Crystalline Silicon Solar Cell 원문보기

Current photovoltaic research = 한국태양광발전학회논문지, v.5 no.1, 2017년, pp.9 - 14

엄태우 (한국교통대학교 정보기술융합학과 나노전자소자연구실) , 이상협 (한국교통대학교 정보기술융합학과 나노전자소자연구실) , 송찬문 (한국교통대학교 정보기술융합학과 나노전자소자연구실) , 박상용 (한국교통대학교 정보기술융합학과 나노전자소자연구실) , 임동건 (한국교통대학교 정보기술융합학과 나노전자소자연구실)

Abstract ▼ AI-Helper

The screen printing technique is one of process to form electrode for crystalline silicon solar cell and has been studied a lot, because it has many advantages such as low price, high efficiency and mass production due to simple and fast process. The reason why electrode formation is important is for influence of series resistance and amount of incident light in crystalline silicon solar cell. In this study, electrode was formed by screen printing method with various conditions like squeegee angle, printing speed, snap off, printing pressure. After optimizing various conditions, double printing method was applied to obtain low series resistance and high aspect ratio. As a result, we obtained electrode resistance 45.31 ohm, aspect ratio 4.38, shading loss 7.549% mono-crystalline silicon solar cell with optimal double screen printing condition.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

따라서 태양전지의 전면전극과 기판의 접촉면적을 줄여 태양광을 흡수하는 면적을 넓게 하는 동시에 전극을 높이 쌓아올려서 직렬저항을 낮추기 위한 방법으로 더블 프린팅 기법이 있다. 본 연구에서는 인쇄 속도와 제판과 기판간의 간격, 스퀴지의 각도, 인쇄 압력 등 변수들을 최적화시켜 전극의 종횡비를 개선하여 광의 유효 입사면적을 증가시키고 직렬저항성분이 커지지 않으며 효율을 향상시키기 위한 더블 프린팅 공정을 최적화하고자 한다.

제안 방법

실리콘 태양전지의 효율을 높이기 위해 태양전지 제작 공정 중 금속전극을 형성하는 스크린 프린팅 공정 최적화 작업 및 더블 프린팅 기법을 이용하여 전극을 형성 하였다. 그 결과, 스퀴지 각도 55°, 제판과 기판 간격 1.

대상 데이터

본 연구에서는 웨이퍼의 표면과 전극의 표면 장력의 일정한 비교분석을 위해 표면 텍스쳐링이 적용되지 않은 Boron이 도핑 된 p-type의 단결정 실리콘 웨이퍼를 이용하였다. 스크린 프린팅의 전극 그리드의 간격에 영향을 받지 않기 위해 Table 1의 스크린 메쉬로 고정하여 공정을 진행하였다.

성능/효과

36Ω으로 줄어든 것을 확인 할 수 있었다. 그 후 더블프린팅 방법을 이용하여 공정을 진행 한 결과 4.38의 높은 종횡비를 얻었고, 6.704%에서 7.549%로 약간의 shading loss의 증가가 발생하였지만 전극 저항이 67.72Ω에서 45.31Ω로 전기적 손실이 큰 폭 줄어들었기 때문에 효율 개선 효과를 기대 할 수 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	태양광발전의 장점은 무엇인가?	그렇기 때문에 대체에너지 개발을 더 이상 미룰 수 없고 그 중에서 환경오염이 적은 대표적인 그린 에너지로서 태양광발전에 대한 연구 개발 및 상용화가 미국, 일본 및 유럽 등의 선진국을 중심으로 가속화되고 있다. 여러 종류의 신재생에너지 중 태양광발전의 장점은 자원의 무한함과 깨끗한 환경, 유지보수 비용이 저렴하고 소음 및 진동이 없고 유지가 간편하고 자동화, 무인화가 용이하다는 것이다. 하지만 제조 단가가 많이 떨어졌음에도 불구하고 아직까지 높다는 것이 단점으로 작용하고 있으며 이러한 문제를 해결하기 위해 저가화 및 고효율 태양전지의 제작에 관한 기술개발은 매우 중요하다.
	스크린 프린팅 공정의 특징은 무엇인가?	저가화와 동시에 효율을 높일 수 있는 방법 중 하나인 스크린 프린팅 태양전지가 있다. 스크린 프린팅 공정은 전극 형성이 쉽고, 공정 시간이 짧으며 가격이 저렴하기 때문에 전극 형성에 보편적으로 사용된다. 스크린 인쇄법에 의해 형성된 태양전지의 금속전극은 표면에서의 빛의 반사 및 직렬저항 성분에 큰영향을 주기 때문에 전극 설계 시 선폭 및 전극의 간격 등 다양한 변수를 고려해야 한다.
	스크린 프린팅 태양전지 기술개발이 중요한 이유는 무엇인가?	여러 종류의 신재생에너지 중 태양광발전의 장점은 자원의 무한함과 깨끗한 환경, 유지보수 비용이 저렴하고 소음 및 진동이 없고 유지가 간편하고 자동화, 무인화가 용이하다는 것이다. 하지만 제조 단가가 많이 떨어졌음에도 불구하고 아직까지 높다는 것이 단점으로 작용하고 있으며 이러한 문제를 해결하기 위해 저가화 및 고효율 태양전지의 제작에 관한 기술개발은 매우 중요하다. 저가화와 동시에 효율을 높일 수 있는 방법 중 하나인 스크린 프린팅 태양전지가 있다.

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