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태양전지 상업생산라인에 적용된 ....

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글쓴이 최고관리자 등록일 14-05-16 21:28
조회 907

    solar cell black silicon

    Natcore Technology사는 자신들이 개발한 블랙 실리콘 웨이퍼(Black Silicon Wafers)를 실험실이 아닌 실제 태양전지(Solar Cell) 생산라인에 최초로 적용하였다고 밝혔다. 이번 실증 테스트는 중국 후난 지역의 세계 최대 태양광발전 제조회사와 함께 수행되었다.

    Natcore사는 이번 실증 테스트를 위해 블랙 실리콘 식각(Silicon Etch)으로 이루어진 5개의 실리콘 웨이퍼(Wafer)를 생산하였다. 이들의 변환 효율은 15.7%였으며, 이는 공정 최적화를 통해 쉽게 개선할 수 있을 것이라 기대된다. 이와 같은 결과는 실제 상업 생산라인에서도 공정을 적용할 수 있다는 것을 보여주기 때문에 기술 상업화에 대한 중요한 결과라 할 수 있다.

    Natcore사가 제조한 5개의 배치는 중국 회사로 이송되어 테스트를 받았다. 배치 중 2개는 결과를 해석하는데 도움을 주기 위해 활용되었으며, 나머지 3개 배치 중 하나는 Natcore사에서 적용한 POCl3(Phosphorous Oxychloride)을 통해 확산되었고, 2개는 중국 회사의 확산 기술을 적용하였다. 중국 회사는 웨이퍼를 태양전지로 변환하고 테스트하기 위한 최종 단계를 수행하였다.

    Natore의 David Levy 박사는 “우리는 중국 설비공장에 아무런 변경없이 이들 기술을 적용하였으며, 일부 과정이 완전히 생략되었다는 것만 다를 뿐이다. 이러한 공정 단순화를 통해 제조 비용을 최대 23.5% 절감할 것으로 기대된다. 첫 번째 시험 테스트에서 15.7%의 효율을 기록하였다. 중국 연구진은 이 결과에 대해 매우 좋은 인상을 받았다. 유사한 산업 공정을 통해 만들어진 일반 태양전지의 효율은 17~19%이다. 그러나 중국의 엔지니어들은 첫 번째 테스트의 결과를 고려할 때 이들 블랙 셀의 효율이 10% 후반대를 기록할 것으로 생각하고 있다”고 밝혔다.

    Levy 박사는 "POCl3 확산을 이용하여 웨이퍼로부터 제조된 셀은 중국 업체의 확산방식으로 만들어진 셀 대비 성능이 우수하였으며, 이는 우리를 약간 놀라게 만들었다. 블랙 셀의 개회로 전압(Open Circuit Voltages)은 대략 0.63V이며, Si3N4 페시베이션층(Silicon Nitride Passivation Layer)으로 만들어진 셀과 유사한 결과이다. 이는 블랙 식각으로 우수한 패시베이션을 확보할 수 있다는 것을 의미한다"고 설명하였다.

    Natcore의 CEO인 Chuck Provini는 "이번 검증은 블랙 실리콘 공정이 실제 상업라인에서도 구현 가능하다는 것과 공정에서 사용되는 화학물질에 의한 오염 문제 없이 생산라인에 통합이 가능하다는 것을 보여주었다. 이는 상업화와 관련된 큰 진척이라 할 수 있다. 태양광산업에 있어 블랙 실리콘은 중요하면서 새로운 접근방법이 될 것"이라고 빍혔다.

    생산라인을 통해 제조된 태양전지는 Natcore사로 보내져 추가 테스트를 받을 예정이다. 블랙 실리콘 웨이퍼는 일반적으로 1 평방인치당 수십 억 개의 나노 크기 홀(Hole)로 식각된 실리콘 웨이퍼이다. 이들 홀과 주위의 실리콘 벽은 이들에 도달하는 빛의 파장보다 작기 때문에 반사율이 크지 않다. Natcore사는 오래 전부터 이러한 기술들에 대한 상업화 및 개선 방향을 모색해왔다. 최근에는 새로운 저온 레이저 공정을 통하여 블랙 실리콘 셀의 비용을 절감하는데 노력을 기울이고 있다.               

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