결정질 Si 기반 태양전지의 새로운 세계 신기록

Panasonic Coporation은 HIT 태양전지에서 25.6%(셀 면적 143.7 cm^2)의 효율을 달성했다고 발표했다. 

이 새로운 기록은 실제 적용 크기의 셀에서 25% 효율의 벽을 처음으로 깬 것이다. 

(i-type a-Si: ~10 nm, n-type a-Si: ~10 nm, p-type a-Si: ~10 nm, grid 전극: ~40 um)

이 새로운 기록을 달성하기 위해 Panasonic의 소유인 이종접합 기술을 좀 더 발전시켰고 HIT 셀의 우수한 고온 특성을 활용했다. 그리고 특히 더 효율적으로 태양광을 이용하기 위해 모든 전극을 셀 후면으로 위치시키는 후면 접합(back-contact) 셀 구조를 채용했다. 

핵심 기술의 개요는 아래와 같다. 

1. 재결합 손실 감소 

HIT 기술의 핵심 특징은 전하 캐리어 재결합 손실을 줄이기 위해 고품질 a-Si층을 단결정 Si 기판 위에 형성하는 것이다. 

a-Si층의 형성은 고온에서 높은 Voc를 가지면서 고효율을 유지할 수 있도록 해주며 -0.25%/°C의 우수한 온도계수 실현이 가능했다. 

2. 광학 손실 저감

전극을 후면 접촉과 같이 후면에 위치시켜 태양광이 더 효과적으로 기판에 도달하게 했다. 이렇게 해서 Jsc가 39.5 mA/cm^2에서 41.8 mA/cm^2으로 뚜렷이 향상됐다. 

3. 저항 손실 최소화 

태양전지에서는 생성된 전류는 표면 그리드 전극에 모아진 후 외부로 빠져나간다.  

이전에는 빛을 받아 들이는 면 위의 그리드 전극은 두께와 전기 저항 손실의 감소사이의 균형을 맞춰 최적화 되었다. 여기서 그리드 전극 두께를 얇게 하면 광이 차단되는 양을 줄일 수 있지만 전기 저항은 증가한다.  

그리드 전극을 후면에 위치시킴으로써 전류가 그리드 전극으로 흘러 들어갈때 저항 손실을 줄일 수 있다. 게다가 FF 0.827을 달성했다. 

참고: http://www.nanowerk.com/news2/green/newsid=35167.php