2011-04-17
org.kosen.entty.User@4d70ca37
이재선(i2sutain)
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질문 그대로
보통 결정질 실리콘 태양전지를 보면 전면 contact를 finger로 명명 하면서
금속으로 사용하는데
박막 같은 경우는 전면 전극으로 TCO를 많이 사용하는 것 같아 질문드립니다.
일반적으로 금속 전극을 사용하지 않는 이유가 전면 전극을 금속으로 사용하면
빛의 입사 면적이 줄어 들어서 효율이 낮아 지는 것을 방지하는 목적으로
TCO를 사용한다고 알고 있습니다.
그렇다면 결정질도 TCO로 사용해야하는 것이 좋을 텐데 왜 상용 모듈을 보면
금속 전극을 사용하는 것인가요?
결정질의 제조 공정 방식의 특성 때문에 TCO로 사용하여 제조하기가 어려운 것인가요?
아니면 비용만 많이 올라가고 효율은 그에 상응하게 올라 가지 않기 때문인가요?
그리고 박막 전지에서는 왜 금속 전극을 사용하지 않는 것인가요?
단순히 TCO를 통해 투과량을 향상 시키는 목적인가요? 아니면
에너지 밴드 구조 특성으로 인해 원하는 전기적 접촉 특성을 만들 수 없기 때문인가요?
- 태양전지
- TCO
- 전극
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각 분야 한인연구자와 현업 전문가분들의 답변을 기다립니다.
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답변 2
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답변
서현웅님의 답변
2011-04-18- 0
결정질 실리콘 태양전지 혹은 다른 태양전지에서라도 쉽게 들을 수 있는 finger는 면전극과는 다른 것입니다. Grid 전극이라도 불리기도 하는 finger는 전지 전면이 아닌 전지 사이사이에 들어가는 금속전극을 말하는 것입니다. 말씀하신대로 투명전극을 사용하면 높은 표면저항 수치로 인하여 전자의 전달이 원활하지 않은 점이 있기 때문에 사이사이에 grid를 활용하여 전자의 이동을 돕는 것을 finger라고 하고, 이는 투명전극과는 다른 개념입니다. 도움되셨으면 좋겠습니다. - 추가 덧글에 대한 답변입니다. TCO 전극 자체를 패턴화해서 finger형태가 된다고 하기 보다는 TCO 전극면 위에 finger형태로 grid 전극 라인을 깔아준다고 생각하시면 될 것 같습니다. TCO를 사용하는 PDP의 경우도 입력측에서 반대편까지 면이 넓고 길다보니 전압강하가 발생하게 되어 이를 해결하기 위해 bus 전극이라는 것을 TCO 위에 따로 깔아주는데요, 그런 것과 비슷하게 생각하시면 될 것 같습니다. 따라서, 태양전지에서 TCO를 사용하지 않는다는 것은 아니구요. TCO도 있고, 따로 큰 면저항 문제를 해결하기 위해 finger 전극이 추가되는 것으로 생각하시면 됩니다. 답변이 되었나 모르겠네요. >질문 그대로 > >보통 결정질 실리콘 태양전지를 보면 전면 contact를 finger로 명명 하면서 >금속으로 사용하는데 > >박막 같은 경우는 전면 전극으로 TCO를 많이 사용하는 것 같아 질문드립니다. > >일반적으로 금속 전극을 사용하지 않는 이유가 전면 전극을 금속으로 사용하면 >빛의 입사 면적이 줄어 들어서 효율이 낮아 지는 것을 방지하는 목적으로 >TCO를 사용한다고 알고 있습니다. > >그렇다면 결정질도 TCO로 사용해야하는 것이 좋을 텐데 왜 상용 모듈을 보면 >금속 전극을 사용하는 것인가요? > >결정질의 제조 공정 방식의 특성 때문에 TCO로 사용하여 제조하기가 어려운 것인가요? >아니면 비용만 많이 올라가고 효율은 그에 상응하게 올라 가지 않기 때문인가요? > >그리고 박막 전지에서는 왜 금속 전극을 사용하지 않는 것인가요? >단순히 TCO를 통해 투과량을 향상 시키는 목적인가요? 아니면 >에너지 밴드 구조 특성으로 인해 원하는 전기적 접촉 특성을 만들 수 없기 때문인가요? > > -
답변
김대원님의 답변
2011-04-21- 0
1. 우선 태양전지에서 빛을 흡수하여 생성된 반송자(carrier, 전자 또는 정공)가 수집되는 경로를 먼저 이해할 필요가 있습니다. 대부분의 태양전지에서 캐리어는 셀 표면에 대해 수직방향으로 이동하여 수집됩니다. 수집되는 과정에서의 손실을 최소화하기 위해 지름길을 선택하는 것이지요. 일반적인 결정질 실리콘 태양전지에서는 반송자가 제일 먼저 웨이퍼의 앞면에 형성되어 있는 에미터층에 수집되고, 그 다음 에미터를 따라서 finger 전극까지 이동하고, 그 다음 finger 전극을 따라 버스바 전극까지 이동하고, 마지막으로 버스바 전극에 부착된 금속리본을 통해 이웃한 셀로 연결됩니다. 결정질 실리콘 태양전지에서는 에미터가 두께나 전도도가 상당한 수준이므로 반송자를 수집하는 통로로 이용할 수 있지만 박막 태양전지에서는 곤란합니다. 따라서 박막 태양전지에서는 TCO가 그 기능을 대신하게 됩니다. TCO는 보통 높은 광투과율과 전도도를 동시에 갖기 어렵기 때문에 태양전지의 앞면 전극으로 사용하는데 최선의 재료는 아닌 것 같습니다. 2. 결정질 실리콘 태양전지 중에서도 TCO를 전면전극으로 사용하는 사례가 있습니다. 가장 대표적인 것이 Sanyo의 HIT 기술입니다. 그러나 HIT 셀에도 기존 셀과 마찬가지로 finger 전극과 버스바 전극이 있습니다. HIT 셀에서는 기존 셀의 에미터 기능을 비정질 실리콘 박막이 대신하고 있기 때문에 일반적인 실리콘 박막 태양전지와 마찬가지로 TCO를 통해 반송자의 1차적인 수집이 이루어지는 것입니다. 3. 박막 태양전지도 HIT 셀과 마찬가지로 TCO 전극 위에 추가로 finger 전극을 가질 수 있습니다. Global Solar의 CIGS 태양전지가 한 예입니다. >질문 그대로 > >보통 결정질 실리콘 태양전지를 보면 전면 contact를 finger로 명명 하면서 >금속으로 사용하는데 > >박막 같은 경우는 전면 전극으로 TCO를 많이 사용하는 것 같아 질문드립니다. > >일반적으로 금속 전극을 사용하지 않는 이유가 전면 전극을 금속으로 사용하면 >빛의 입사 면적이 줄어 들어서 효율이 낮아 지는 것을 방지하는 목적으로 >TCO를 사용한다고 알고 있습니다. > >그렇다면 결정질도 TCO로 사용해야하는 것이 좋을 텐데 왜 상용 모듈을 보면 >금속 전극을 사용하는 것인가요? > >결정질의 제조 공정 방식의 특성 때문에 TCO로 사용하여 제조하기가 어려운 것인가요? >아니면 비용만 많이 올라가고 효율은 그에 상응하게 올라 가지 않기 때문인가요? > >그리고 박막 전지에서는 왜 금속 전극을 사용하지 않는 것인가요? >단순히 TCO를 통해 투과량을 향상 시키는 목적인가요? 아니면 >에너지 밴드 구조 특성으로 인해 원하는 전기적 접촉 특성을 만들 수 없기 때문인가요? > >
그렇다면 Ag 가 아닌 TCO(ITO,FTO)를 사용하는 박막 태양전지(a-Si,CIGS.. )도 TCO 전극을
finger 형태( grid)로 패턴화 하여 사용하신다는 말씀인가요??
그리고 태양전지에서는 면형태의 TCO는 사용하지 않는다는 말씀인가요?