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[출연연 추천기술⑪]초박형 태양전지 모듈 제조기술

송희은 한국에너지기술연구원 박사팀, 금속층 기판 도입으로 100μm급 초박형 기판 구현
태양전지 변환효율 19.2%대···공정 간소화로 제조비 절감
출연연 기술사업화 공동마케팅 정보제공·윤병철 기자 bravodv@HelloDD.com 입력 : 2019.04.11|수정 : 2019.04.11
파손 없는 초박형 태양전지 웨이퍼 <사진=에너지연 제공> 파손 없는 초박형 태양전지 웨이퍼 <사진=에너지연 제공>

대체 에너지 주요 분야인 태양광 발전은 전지 효율에 달렸다. 웨어러블 기기부터 항공우주에 이르기까지 세계 시장은 더 얇고 효율 좋은 '초박형' 실리콘 태양전지를 원한다. 

기존 태양전지 제조 기술은 웨이퍼를 절단하는 톱 '와이어 소'의 장력과 그 둘레에 감겨진 연마재 '슬러리'가 웨이퍼에 파손을 끼치는 문제가 있다. 이 때문에 웨이퍼를 얇게 가공하기 어렵고, 여러 태양전지를 겹치면 하중이 늘어나 모듈이 휜다. 또한 태양전지 셀 상면과 하면을 전기적으로 연결하는 공정이 복잡하다.

송희은 한국에너지기술연구원 박사팀은 기존 문제를 해결한 초박형 실리콘 태양전지를 개발했다. 이 기술은 가공 시 웨이퍼 파손 요소를 최대한 줄여 초박형이 가능하다. 후면 기판에 강성의 전도체인 금속 페이스트 층을 입혀 모듈의 휨을 방지하고 공정을 간소화해 재료비를 아낄 수 있다.   

웨이퍼 두께가 100μm급인 초박형 실리콘 태양전지의 변환효율은 기존 180μm급 웨이퍼의 21%대와 비슷한 19.2%에 달한다. 현재 기술성숙도 7단계로 실제 환경에서 성능 검증을 마쳤다. 연구팀은 초박형 웨이퍼와 모듈 제조 기술을 완성하고 상용화를 위한 후속 연구 중이다.

웨이퍼 휨 문제 개선 도식 <자료=에너지연 제공>웨이퍼 휨 문제 개선 도식 <자료=에너지연 제공>

◆ 기술 도입 기대 효과
▲초박형 웨이퍼 가공
▲휨 방지, 전도성 우수
▲제조 효율 상승
 
관련특허 태양전지 모듈 및 그 제조방법 외 2건
권리자 한국에너지기술연구원
Keyword #태양전지 #웨이퍼 #실리콘
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