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문제 정의
- 그리하여 산업통상자원부의 지원을 받아 2016년 5월부터 ‘태양광산업 원천기술 개발 및 중소․ 중견기업 경쟁력 제고를 위한 통합형기술개발 플랫폼 구축 및 운영’ 사업을 시작하게 되었고, 현재 대전에 위치한 한국에너지기술연구원 내에 결정질 실리콘 태양전지 플랫폼을 구축하여 운영 중에 있다. 본 플랫폼 센터에서는 full back surface field(BSF) 구조와 passivated emitter and rear contact(PERC) 구조의 태양전지 제조에 대한 공정 지원 서비스가 가능하며, 시간당 100장 이상의 throughput을 가지는 장비를 구축하여 기업에서 필요로 하는 서비스를 지원하고자 한다. 한국에너지기술연구원에서는 실리콘 태양전지 플랫폼 센터 구축을 위해성균관대학교, 구미전자정보기술원, 충남대학교와 함께 초고효율 실리콘 태양전지 제작, 교육 프로그램 운영, 공정 지원 서비스 분야에서 협업하여 태양광 산업에 종사하는 기업에 대한 기술지원뿐만 아니라 제품 사업화에 대한 컨설팅까지 수행할 수 있도록 노력하고 있다.
- 다양한 태양전지 기술에 대응하고 높은 품질의 서비스를 제공하기 위해 실리콘 태양전지 플랫폼 센터에서는 태양전지의 단위 공정 서비스뿐만 아니라, 한 번의신청으로 태양전지 제조부터 모듈 제조, 성능평가, 특성분석 및 컨설팅까지 모두 가능한 one-click solution, 태양전지 제조공정에서 모듈, 인버터 및 시스템까지 아우르는 total solution 및 중소중견기업 기술지도의 일환인 태양광 에너지닥터에 이르기까지 고객사의 편의를 위해 다양한 솔루션을 제공하고 있으며, 공공기관의 특성을 최대한 살려 사용료를 낮추어 고객사의 부담을 줄이고 서비스 이용률 및 장비 가동률을 높이고자 노력하고 있다. 아울러, 본 플랫폼 센터운영을 통한 수익금을 최대한 신규장비 등의 고도화에 재투자하여 센터 운영이 곧 플랫폼 센터의 고도화를 유발하고 기술력을 향상에 기여하는 선순환의 구조를 이루고자 한다.
- 이러한 예상을 바탕으로, 본 연구팀에서는 효율적인 태양전지·열전 융합소자의 제작을 위해 후면 적외선 투과형 실리콘 태양전지를 개발하고자 한다.
- 한국에너지기술연구원, KAIST, 고려대, 구미전자정보기술원을 컨소시엄으로 하는 연구진은 이에 대한 연구를 진행하고 있으며, 태양광모듈의 온도를 낮추고 열전소자의 온도 차이를 효과적으로 만들기 위해 융합소자의 중간에 heat generating electrode를 삽입하는 구조를 제안하고자 한다. 이를 통해 태양전지 소자의 열을 효과적으로 흡수하여 열전소자의 hot side로 쓰려는 노력을 하고 있으며, 이러한 시도가 성공한다면 태양광․ 열전 융합소자의 실현 가능성을 더욱 높이는데 기여할 것으로 판단된다.
- 이런 변화와 함께 관련 소재 및 장비 개발이 시급하다. 한국에너지기술연구원의 플랫폼 센터에서는 이런 개발을 모색하고 있는 기업들을 지원할 수 있는 기반을 마련하고자 한다.
- 따라서 적외선 투과와 태양전지의 효율을 위해 도핑층을 최적화하는 연구가 매우 중요하 다. 후면의 도핑과 더불어 후면의 패시베이션을 위한 유전막의 개발과 최적화 또한 중요한데 보통의 태양전지의 경우 빛의 내부반사를 최대화하여 효율을 높이는 연구가 주를 이루지만 본 연구에서는 적외선 투과를 위한 패시베이션 막의 설계에 중점을 두고자 한다.
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