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전극용 Ag 페이스트와 Si3N4 반사방지막 반응에 대한 텔루라이트 유리의 영향

전문가 제언: ○ 태양전지의 약 80%를 점유하는 다결정 및 단결정 실리콘 태양전지의 전기 변환효율을 낮추는 요인은 투과손실, 양자손실, 전자-정공의 재결합손실, 불완전한 P-N접합에 의한 손실, 태양전지 표면의 반사손실, 전류, 전압의 특성에 기인하는 손실 등이 있다. 이런 손실은 태양전지의 구조설계와 공정 개선을 통해 최소화하여야 한다.

○ 결정질 실리콘 태양전지 기판 위에 스크린 프린팅으로 유리 프리트 등을 함유한 Ag 페이스트를 전극으로 사용하면 기판과 전극 사이의 접촉저항이 커진다. 태양전지의 전면전극 역할은 태양광 조사에 의해 생성된 전자를 수집하는 것으로 전극에 의한 변환효율의 손실은 입사면적및 전면전극과 에미터에 흐르는 캐리어에 의한 것이 있다.

○ 다결정 실리콘 상에 Si3N4로 ARC 처리한 시편에 텔루라이트 유리를 함유한 Ag 페이스트를 전극으로 사용하였을 경우 각종 텔루라이트 유리의 염기도에 따른 Si3N4의 반응도와 면 접촉저항 변화를 조사하였다. 높은 염기도와 낮은 OIs 결합에너지를 가진 텔루라이트 유리는 ARC를 분해하고 Ag/Te 합금 입자를 석출시켜 전도성 경로를 형성하게 되어 낮은 접촉저항을 갖게 하는 결과를 얻었다.

○ 국내에서도 전극용 Ag 페이스트에 무연 유리프리트로 Bi2O3계, B2O3계, P2O5계를 사용하여 스크린 인쇄한 전극의 접촉저항을 낮추기 위한 대학의 연구들이 있다. 부경대 신 교수팀은 전극 소재가 통과하는 미세 노즐에 (+)전극을 연결하고 태양전지에 (-)전극을 연결해 노즐을 통해 만들어지는 전극이 정전기의 힘에 의해 태양전지에 밀착하도록 하였다. 이 결과 태양전지 효율이 13.7%에서 17.2%로 3.5% 상승하였다.

○ 태양광 발전단가는 2020년이면 석탄, 가스와 대등한 수준까지 떨어질 전망이다. 또 국내에서도 한화케미컬, 현대중공업, SKC솔믹스, LS산전 등 대기업군과 신성 솔라에너지, 광명전기, 신화이앤이 등 중견기업들이 태양광 신시대를 열고 있어 국가적 차원에서 에너지와 환경을 고려한 태양광 발전을 지속적으로 개척해 나가야 할 것이다.

저자: S. Watanabe, T. Kodera and T. Oghara
자료유형: 니즈학술정보