바카라 커뮤니티 [Nakabachi Ryoji 회장] (이하 "AIST")Solar Power Engineering Research Center[Niki Sakae의 리서치 센터 디렉터] 고급 산업 공정 및 효율성 팀 Shibata Hajime, 연구 팀, Kamikawa Yukiko, AIST의 특별 연구 연구원 및 Komaki Hironori 등CIGS 바카라 하는 법 전지하위 모드, 18%를 초과하는 전환 효율, η = 1834% (지정된 영역: 3576 cm2)가 달성되었습니다
일반적으로 CIGS바카라 하는 법 전지 모듈, 바카라 하는 법 전지 서브 모듈은 박막 바카라 하는 법 전지의 특성을 사용합니다통합 구조| 사용됩니다 NEDO (New Energy and Industrial 및 Industrial Technology Development Organization)의 프로젝트에 따라 AIST는 통합 기술을 개선하고 최적화하기 위해 통합 프로세스와 관련된 전기 및 광학 손실을 줄이기 위해 노력해 왔습니다 우리는 또한 CIGS 광 흡수 층의 품질을 향상시키기 위해 노력하고 있습니다 이번에는 지금까지 설립 된 고품질의 조명 흡수 층 필름 형성 기술과 높은 통합 기술을 통합함으로써 CIGS 바카라 하는 법 전지 서브 모드로 처음으로 18% 이상의 높은 전환 효율을 달성했습니다 이번에 개발 된 기술은 바카라 하는 법 전지 모듈의 전환 효율을 향상시키기위한 핵심 요소 기술이며, 대규모 바카라 하는 법 전지 모듈 및 유연한 바카라 하는 법 전지 모듈에 널리 적용될 수 있습니다 대량 생산 된 바카라 하는 법 전지 모듈의 전환 효율을 개선하고 발전 비용을 줄이며 바카라 하는 법 전지 모듈의 기능을 향상시키는 데 기여할 것으로 예상됩니다
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| 전환 효율이 1834% 인 CIGS 바카라 하는 법 전지 서브 모듈의 외관 (보드 크기 : 3 cm x 2 cm) |
CIGS 바카라 하는 법 전지는 약 2 μm의 얇은 광 흡수 층으로 충분한 광 흡수를 얻을 수 있기 때문에 저비용 및 높은 전환 효율을 달성 할 수있는 바카라 하는 법 전지로 주목을 받고 있으며, 기질에 대해 저렴한 유리 및 금속 박막을 이용할 수 있습니다 또한, 최근에, 표 1에 도시 된 바와 같이 공장 생산 라인에서 제조 된 바카라 하는 법 전지 모듈 (1257 x 977 cm)2)로 146%의 전환 효율이 달성되었습니다 일반적으로, 바카라 하는 법 전지 모듈의 전환 효율 (세계에서 가장 높음 : 157%)은 소규모 지역 단일 셀 (세계에서 가장 높음 : 204%)보다 낮지 만, 모듈 및 소규모 단일 셀과 제조 방법 및 구조와 같은 소규모 단일 셀 간에는 전환 효율의 원인을 언급하는 것을 보완하는 많은 차이가 있습니다
| 표 1 : CIGS 바카라 하는 법 전지의 구조 (1 행) 및 각 구조 (2 행) 및 해당 면적 (라인 3)에 대해 지금까지보고 된 주요 전환 효율 |
AIST,다중 증착 방법를 사용하여 CIGS 바카라 하는 법 전지 광 흡착 층을위한 고품질 필름 형성 기술을 개발하고 있습니다 필름 형성 동안의 필름 형성 온도 및 원자재 공급 비율과 같은 필름 형성 조건은 단일 세포에서 세계 최고 수준 인 약 20%의 세계 최고 전환 효율 (자기 측정에 의한 198%)을 달성하기 위해 확립되었습니다 동시에, 우리는 소규모 지역 단일 셀과 모듈 사이의 중간 위치에 위치한 바카라 하는 법 전지 서브 모듈에 대한 연구를 통한 통합으로 인한 전환 효율 손실의 필수 요소를 조사하고 개선하고 있습니다 상업용 제품에도 사용레이저 스크라이브,기계식 스크라이브와 같은 통합 프로세스를 채택하고 개선함으로써, 통합과 관련된 특성 손실이 감소되었고, 2011 년 유리 기판의 바카라 하는 법 전지 서브 모듈은 166%였으며 세계에서 가장 높은 전환 효율을 달성했습니다 우리는 또한 유연한 기판을 사용하여 바카라 하는 법 전지 서브 모듈을 제조하는 기술을 개발하고 있으며 2010 년 2 월에 통합 구조 유연성 바카라 하는 법 전지 서브 모듈 (Aisotech Press 발표 2010 년 2 월 25 일) 이번에는 통합 구조를 더욱 발전시키고 개선하여 통합 기술과 고품질 CIGS 광 흡수 층 필름 형성 기술을 통합했습니다
이 연구 개발은 NEDO의 위탁 프로젝트 인 "바카라 하는 법 광 발전 시스템을위한 차세대 고전력 기술 개발 (2010-2014)을 통해 수행되었습니다
CIGS 바카라 하는 법 전지에서 일반적으로 사용소다 라임 유리CIGS 바카라 하는 법 전지 서브 모듈은 기판을 사용하여 제조되었습니다 광 흡수 층은 현재까지 재배 된 고성능 CIGS 필름 형성 기술과 표면에 미세한 우울증 (공극)이 거의없는 우수한 표면 평탄도를 갖는 균질 한 고품질의 광 흡수 층으로 통합되었습니다 (그림 1)
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| 그림 1 CIGS 광 흡수 층 (왼쪽)의 표면 이미지 (왼쪽) 및 CIGS 광 흡수 층/Molybdenum 후면 전극 (오른쪽)의 단면 이미지 |
이 시간에 제조 된 바카라 하는 법 전지 서브 모듈의 단면 개략도가 그림 2에 나와 있습니다 4 개의 바카라 하는 법 셀 세포가 직렬로 연결되는 통합 구조를 갖는다 이 통합 구조는 (P1) 레이저 스크라이빙에 의해 몰리브덴 (Mo) 후면 전극을 절단하는 (P1)로 구성된 방법에 의해 형성되며, (P2) 기계적 스크라이빙에 의해 완충 층/CIGS 광 흡수 층을 절단하고, 투명 전도성 필름/완충 층/CIG 레이어를 절단하여 (P3) 기계적 스크립 빙
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| 그림 2 이시기에 제작 된 바카라 하는 법 전지 서브 모듈의 회로도 횡단면 |
이 낙서 지역은 광전류 생성의 바카라 하는 법 전지 (죽은 지역)에 기여하지 않는 지역이되어 광전류 손실을 유발합니다 이번에는 스크라이브 조건, 패턴 모양 등이 통합 프로세스를 통해 도입 된 전기 손실을 최소화하고 또한 죽은 영역을 줄임으로써 광 손실을 줄이기 위해 최적화되었습니다 고품질 CIGS 광학 흡수 층 필름 형성 기술을 결합한 결과, 첫 번째 CIGS 바카라 하는 법 전지 서브 모듈은 η = 1834% (개방 회로 전압 : 2963 V, 광학 단락 전류 : 2905 MA, 곡선 인자 : 762%, 지정 영역 : 3576 cm2)는 이번에 실현되었습니다 (그림 3)
이 연구에서 확립 된 높은 통합 기술과 고품질의 광 흡수 층 필름 형성 기술은 대규모 바카라 하는 법 전지 모듈 및 유연한 바카라 하는 법 전지 모듈에 널리 적용될 것으로 예상됩니다
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| 그림 3 CIGS 바카라 하는 법 전지 서브 모듈의 세대 특성이 시간에 제작 |
공식 기록 데이터 독립 기관이 이번에 생성 된 하위 모듈의 전환 효율을 평가했을 때 그래프의 빨간색 선은 전류 전압 특성을 보여주고 녹색 선은 출력 전압 특성을 보여주고 피크는 최대 출력입니다 그림의 EFF (DA)는 전환 효율을 나타냅니다 VOC개방 회로 전압, Ff는 곡선 계수입니다 iSC단락 전류를 나타냅니다
우리는이 연구에서 확립 된 모듈 제조에 원소 기술을 더 큰 면적 CIG Solar Cell Submodules 및 유연한 바카라 하는 법 전지 서브 모듈에 적용하고 CIGS 바카라 하는 법 전지 서브 모드의 효율과 기능을 촉진 할 계획입니다