태양전지는 시간이 지남에 따라 에너지 생산은 줄어 들어 수명이 짧아진다. 따라서 수명이 다한 태양전지는 제거되어야 하지만 어떻게 재활용될 것이냐가 문제다.
CU-PV의 프로젝트는 태양전지의 에너지 생산을 최대화하고 또한 제조과정과 폐기시 환경에 미치는 영향을 최소화하기 위한 체계 를 제공하는데 목표를 두고 있다.
이렇게 하기 위해서는 최소한으로 재료를 사용하고 희소 또는 독성 물질 사용을 피하고 후면 접촉(back contact) 태양전지와 같은 고효율 소자가 필요하다.
- 오늘날의 많은 태양전지는 전면 접촉으로 얇은 Ag층을 사용한다. Ag는 귀금속이기 때문에 태양전지의 가격을 높이고 시장 상황에 영향을 받는다. 태양전지를 더 싸게 하기 위해서는 Ag대신 Cu 기반 접촉으로 대체할 필요가 있다.
Imec은 전면 Cu 접촉을 위한 Ni/Cu/Ag 도금 공정을 개발했다. 모든 세 물질은 하나의 통합된 도금 시퀀스에 적용된다. 이 공정은 양면 접촉 셀에 이미 평가되었고 후면 접촉 셀에 평가 예정이다.
- 환경에 미치는 영향을 최소화하고 더 싸게 만들기 위해서는 Si과 같이 매장량이 풍부한 재료라도 재료의 사용을 최소화하는 것이 핵심이다.
현재의 태양전지는 ~170 um 두께의 웨이퍼를 사용한다. 향후 100 um 이하 두께 웨이퍼를 사용하는 것이 목표인데 깨뜨리지 않고 셀을 제조하는 것과 모듈로 셀을 통합하는 것이 이슈이다.
- 요즘 만들어지는 대부분의 태양전지는 전면과 후면 모두에 전기적 연결이 필요하다. 각 셀은 Sn/납이 코팅된 Cu 리본과 납 기반 솔더링을 이용해서 직렬로 PV 모듈로 결합된다. 납은 독성 물질이기 때문에 납을 사용하지 않는 것이 바람직하다.
후면 접촉 셀과 패턴된 백시트를 결합하여 서로 연결된 모듈을 형성하는 것이다. 이렇게 하면 납땜 리본을 사용하지 않아도 되고 매우 얇은 웨이퍼를 핸들링하기 유리하다.
참고: http://www.solarnovus.com/three-steps-to-making-solar-panels-more-recyclable_N8365.html
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