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양면 전극형 실리콘 태양 전지 세....

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일본의 국립연구개발법인 신에너지 산업기술종합개발기구(NEDO) 프로젝트의 성과를 바탕으로 주식회사 카네카는 양면 전극형 이종 접합 실리콘 태양 전지로는 세계 최고인 셀 변환 효율 25.1%를 실제 크기인 5인치의 셀 사이즈(152cm2)로 달성했다. 이 연구 결과는 대면적, 고효율을 양립하는 것으로 발전 비용 절감을 실현하는 고효율 결정질 실리콘 태양 전지의 실용화에 크게 기여할 것으로 기대된다. 

태양광 발전의 발전 원가는 다른 전원보다 여전히 높기 때문에 발전 비용의 저감이 중요한 과제가 되고 있다. 변환 효율의 향상은 태양광 발전의 발전 비용의 저감에 크게 기여하기 때문에, 전 세계의 기업, 연구 기관이 매달리고 있다. 

이번에 NEDO의 "태양광 발전 시스템 차세대 고성능 기술의 개발" 프로젝트의 성과를 바탕으로 주식회사 카네카는 양면 전극형 헤테로 접합(물성이 다른 반도체 재료를 접합하는 기술로 결정 실리콘과 비결정질 실리콘을 조합하여 변환 효율 저감의 요인이 되는 결함을 줄이거나, 전기로 변환되는 빛의 파장이 다른 재료를 조합하여 변환 효율을 향상시킬 수 있다.) 결정 실리콘 태양 전지로서는 세계 최고의 셀 변환 효율(태양 전지의 중요한 성능 지표의 하나로 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 비율) 25.1%를 실용 크기로 5인치의 셀 크기(152cm2)에서 달성했다. 또한, 나아가 대형 6인치의 셀 크기(239cm2)에서도 24.5%를 달성했다.(2015년 7월) 

이번 성과는 주식회사 카네카에서 개발한 고품질의 비결정 실리콘을 이용한 결정 실리콘 기판의 표면 결함 절감 기술과 구리 도금법에 의한 전극 형성 기술 등을 활용함으로써 달성하게 된 것이다. 

현재 도입되고 있는 태양 전지의 약 80%를 차지하는 결정 실리콘 태양 전지의 경우에는 양면 전극형 구조가 주류가 되어 있고, 그 실용 사이즈 셀에서 높은 변환 효율을 달성한 점은 고효율 결정 실리콘 태양 전지의 실용화를 앞당기는데 크게 기여할 것으로 기대를 모으고 있다. 

주식회사 카네카는 본 프로젝트에서 얻은 개발 성과를 일부 활용하는 시험 생산 설비를 구축하면서 동시에 구리 전극 헤테로 접합 결정 실리콘 태양 전지를 금년 내 판매하는 것도 계획하고 있다. 

또한, NEDO가 2015년도부터 시작한 "고성능·고신뢰성 태양열 발전의 발전 비용 저감 기술 개발" 프로젝트에서 주식회사 카네카는 이번에 얻어진 성과를 바탕으로 발전 비용 목표 2020년 14엔/kWh의 달성과 2030년 7엔/kWh의 실현을 목표로 개발을 수행한다. 

그림1. 고효율 헤테로 접합 결정 실리콘 태양 전지(개발품) 
그림2. 세계 최고 기록을 달성한 결정 실리콘 태양 전지의 구조도 

 출처 KISTI 미리안 글로벌동향브리핑

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