초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
￭ 최종 목표
본 연구과제에서는 결정질 실리콘 태양전지 셀들을 연결하여 태양전지 모듈을 제작함에 있어 열 및 기계학적 스트레스 유발을 최소화함과 동시에 저항에 의한 전력손실을 최소화하기 위해 액체금속을 이용하여 멀티-와이어 인터커넥션 모듈화 기술에 대한 연구를 수행한다.
￭ 전체 내용
(1) 와이어와 태양전지 셀의 컨택트 패드를 연결하는 인터커넥션 온도를 기존 190°C에서 50°C까지 낮춤으로써 와이어와 실리콘 태양전지 간의 열팽창 계수 차이 때문에 발생하는 스트레스를 최소화하도록

□ 연구개발 목표 및 내용
￭ 최종 목표
본 연구과제에서는 결정질 실리콘 태양전지 셀들을 연결하여 태양전지 모듈을 제작함에 있어 열 및 기계학적 스트레스 유발을 최소화함과 동시에 저항에 의한 전력손실을 최소화하기 위해 액체금속을 이용하여 멀티-와이어 인터커넥션 모듈화 기술에 대한 연구를 수행한다.
￭ 전체 내용
(1) 와이어와 태양전지 셀의 컨택트 패드를 연결하는 인터커넥션 온도를 기존 190°C에서 50°C까지 낮춤으로써 와이어와 실리콘 태양전지 간의 열팽창 계수 차이 때문에 발생하는 스트레스를 최소화하도록 한다.
(2) 태양전지 모듈의 접합온도를 기존 160°C에서 80°C 이하로 낮춤으로써 접합공정에서 발생하는 열 및 기계적 스트레스를 최소화하도록 한다.
(3) 태양전지 모듈을 접합할 때 와이어에 의해 발생하는 국부적 스트레스 때문에 태양전지 셀이 파손되는 것을 방지하기 위해 접합압력을 기존 100 kPa에서 50 kPa까지 낮추도록 한다.
￭ 1단계(해당 시 작성)
• 목표 : 인터커넥션 및 모듈 접합온도의 저온화, 접합압력의 저압력화
• 내용
- 항목 : 인터커넥션 온도
- 목표 : ≤ 50°C
- 달성 : 상온

- 항목 : 태양전지 모듈 접합온도
- 목표 : ≤ 80°C
- 달성 : 상온

- 항목 : 태양전지 모듈 접합압력
- 목표 : ≤ 50 kPa
- 달성 : 상압

- 항목 : 단위모듈 효율
- 목표 : ≥ 18%
- 달성 : 19.1%

□ 연구개발성과
- 태양전지 셀들을 기존의 솔더링 방식을 이용하여 인터커넥션할 경우 태양전지 모듈의 굽힘 시 발생한 전단응력이 실리콘 태양전지로 전파되어 파손이 발생할 우려가 높다.
- 그러나, 본 연구에서 제안한 액체금속을 이용한 인터커넥션 방식은 와이어에서 발생한 전단응력이 액체금속을 통해 태양전지로 전파되지 않기 때문에 실리콘 태양 전지의 파손 위험성을 낮출 수 있었다.
- 금속전극의 부식을 방지하기 위해 고비용의 진공증착공정을 사용하지 않고 그래핀과 전도성 고분자를 혼합한 용액 공정으로 배리어층을 형성하는 연구를 수행하였으며, 액체금속의 부식성 원소를 효과적으로 차단함을 알 수 있었다.
- 또한 액체금속 비용에 대한 우려를 해소하기 위해 저융점 솔더가 코팅된 메탈리본을 이용하여 레이업 및 진공 라이네이팅 공정만으로 모듈을 제작하는 Layup-Only Modulization (LOM) 공정을 개발하였다.

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
- 액체금속과 와이어, 그리고 필름을 이용한 태양전지 모듈에 대한 연구는 드론 비행체 혹은 비행선과 같은 복잡한 곡면에 부착 가능한 콘포멀 태양전지 모듈의 제작에 적용될 수 있을 것으로 기대된다.
- 마찬가지로 고온 솔더링 공정을 이용하지 않고 레이업 및 진공 라미네이팅 공정만으로 태양전지 모듈을 제작할 수 있는 LOM 공정은 자동차 외피에 직접 적용이 가능하므로 전기자동차 배터리 열관리시스템 전원용으로 적용될 것으로 기대된다.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 13
• 1) 연구수행 결과 ... 13
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 19
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 20
• 6. 참고문헌 ... 21
• 끝페이지 ... 21