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Environmentally benign lead-free solder coated ribbon (e. g. SnCu, SnZn, SnBi${\cdots}$) has been intensively studied to interconnect cells without lead mixed ribbon (e. g. SnPb) in the crystalline silicon(c-Si) photovoltaic modules. However, high melting point (> $200^{\circ}C$

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 논문에서는 유연 솔더인 SnPb와 무연 솔더인 SnCu에 기존 태빙 공정보다 낮은 온도에서 전기적 결합이 가능한 SnBiAg 기반의 전도성 페이스트(CP, Conductive Paste)로 모듈을 제작하여 이를 기존의 고온태빙 공정을 사용한 모듈과 비교해 보았다. 전도성 페이스트는 융점이 150℃로 낮아서 태빙 공정시 태양전지가 받는 스트레스를 최소화 할 수 있다8,9).
  • 환경시험평가는 온도 사이클(Thermal cycle test) 시험을 실시하였다. 이 시험은 항온항습챔버를 사용했으며, 온도변화의 반복에 따라 일어나는 열적 스트레스, 피로, 박리 등과 같은 모듈의 내구성을 조사하는 것을 목적으로 한다. 온도 사이클 시험은 -40℃에서 85℃로 승온, 85℃에서 –40℃로 강온 하는 구간을 1사이클로 정해서 평가하는 것을 뜻하고 1사이클은 약 6시간 정도의 시간이 소요된다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
신재생에너지원 중 하나인 태양광의 장점은 무엇인가? ‘신재생에너지 3020’이란, 2030년까지 신재생에너지 비중을 20%까지 확대하는 정책을 말한다. 신재생에너지원 중 하나인 태양광은 청정하고 재생 가능하며, 거의 무한대에 가까운 에너지원이다. 태양광 기술은 태양의 빛 에너지를 전기에너지로 변환시키며, 그 중에서 결정질 실리콘(c-Si)을 기반으로 한 태양전지가 태양광 산업의 많은 부분을 차지하고 있다.
태빙(tabbing)공정에서 쓰는 리본의 구성은 무엇이며 납이 섞인 리본의 장점은 무엇인가? 이는 태빙 공정에서 파손율 및 불량률을 최소화 하면 생산성을 향상시킬 수 있기 때문이다1,2). 이때 사용되는 리본의 구성은 대부분 주석(tin)과 납(lead)이 섞인 솔더(solder)이다. 납이 섞인 리본의 경우 낮은 용융온도, 낮은 가격, 높은 취급성, 우수한 전도성 등으로 다른 리본에 비하여 우수한 성질을 가지고 있다. 태빙 공정은 기본적으로 플럭스(flux)를 사용하여 솔더링(soldering)을 한다.
태빙(tabbing)공정이란 무엇인가? 결정질 실리콘 태양전지모듈 공정에서 태빙(tabbing)공정은 수개 또는 수십 개의 태양전지들을 리본(ribbon)을 이용하여 직·병렬로 연결하는 공정이며 매우 높은 기술이 요구된다. 이는 태빙 공정에서 파손율 및 불량률을 최소화 하면 생산성을 향상시킬 수 있기 때문이다1,2).
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참고문헌 (9)

  1. Satyanarayan, Prabhu, K.N.. Reactive wetting, evolution of interfacial and bulk IMCs and their effect on mechanical properties of eutectic Sn–Cu solder alloy. Advances in colloid and interface science, vol.166, no.1, 87-118.

  2. Beinert, Andreas J., Romer, Pascal, Büchler, Andreas, Haueisen, Viola, Aktaa, Jarir, Eitner, Ulrich. Thermomechanical stress analysis of PV module production processes by Raman spectroscopy and FEM simulation. Energy procedia, vol.124, 464-469.

  3. Cuddalorepatta, Gayatri, Dasgupta, Abhijit, Sealing, Scott, Moyer, Jerome, Tolliver, Todd, Loman, James. Durability of Pb-free solder between copper interconnect and silicon in photovoltaic cells. Progress in photovoltaics, vol.18, no.3, 168-182.

  4. 진가언, 송형준, 고석환, 주영철, 송희은, 장효식, 강기환. 박형 태양전지모듈 제작을 위한 저온 CP 공정 최적화에 관한 연구. 한국태양에너지학회 논문집 = Journal of the Korean Solar Energy Society, vol.37, no.2, 77-85.

  5. Geipel, T., Rendler, L.C., Stompe, M., Eitner, U., Rissing, L.. Reduction of Thermomechanical Stress Using Electrically Conductive Adhesives. Energy procedia, vol.77, 346-355.

  6. Kuan-Jen Chen, Fei-Yi Hung, Truan-Sheng Lui, Li-Hui Chen, Yu-Wen Chen. Characterizations of Cu/Sn–Zn Solder/Ag Interfaces on Photovoltaic Ribbon for Silicon Solar Cells. IEEE journal of photovoltaics, vol.5, no.1, 202-205.

  7. Yang, T.L., Huang, K.Y., Yang, S., Hsieh, H.H., Kao, C.R.. Growth kinetics of Ag3Sn in silicon solar cells with a sintered Ag metallization layer. Solar energy materials and solar cells : an international journal devoted to photovoltaic, photothermal, and photochemical solar energy conversion, vol.123, 139-143.

  8. Zhao, J., Wang, A., Willison, M.R., Green, M.A.. Improved soldering technique for concentrator solar cells. Solar cells, vol.28, no.3, 193-197.

  9. Chaturvedi, P., Hoex, B., Walsh, T.M.. Broken metal fingers in silicon wafer solar cells and PV modules. Solar energy materials and solar cells : an international journal devoted to photovoltaic, photothermal, and photochemical solar energy conversion, vol.108, 78-81.

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