매우 효율적인 가벼운 유연한 CIS 바카라 사이트 주소 전지 모듈을 개발했습니다

국가 선진 산업 과학 및 기술 연구소 [Ishimura Kazuhiko의 회장] (이하 AIST "에너지 절약 연구 부서 [Hotta Teruhisa 회장) 복합 영화 자료 그룹 Ishizuka Naogo, 연구 그룹의 이사, Kamikawa Yukiko, Lightureater, Linder and Flexer and -Flexerial and Flearture 및 learning and leature and leature and leature and leature and leature and leature, R-Frontier Division의 6 번째 연구 그룹 인 Masuda Yasuzo, R-Frontier Division의 6 번째 연구 그룹 책임자 인 Masuda YasuzoCIS 바카라 사이트 주소 전지미니 모듈세계 최고광전 변환 효율186% (17 세포통합 구조, 조명 수신 영역 680 cm²) 알칼리 금속 첨가 제어 기술을 향상시킴으로써 시스 기반 광 흡수 층의 특성을 개선함으로써 광전 전환 효율이 성공적으로 개선되었다 가볍고 장기 신뢰성이 뛰어나며 곡선이 높은 표면 추적을 가지고있어 기존의 바카라 사이트 주소열 발전 시스템으로 설치하기 어려운 곳에 설치할 수 있습니다 애플리케이션의 범위가 확장됨에 따라 새로운 시장이 만들어 질 것으로 예상 될 수 있으며 바카라 사이트 주소열 발전 및 그 결과 상당한 공동의 추가 확산₂배출량이 줄어들 것으로 예상됩니다

이 결과는 2021 년 9 월 6 일부터 9 일까지 개최 될 솔리드 스테이트 장치 및 재료에 관한 국제 회의 (SSDM2021)에서 발표 될 것입니다

2050 년에 탄소 중립성을 실현하기위한 이산화탄소 (CO₂)만큼 배출량을 줄이기 위해 재생 가능한 에너지의 확산에 대한 높은 희망이 있습니다 바카라 사이트 주소열 발전의 경우, 재생 가능 에너지 원 중 하나는 주류 결정질 실리콘 바카라 사이트 주소 전지 외에도 다양한 유형의 바카라 사이트 주소 전지가 친숙한 생활 환경으로 고급 연구 개발 분야에 나타나기 시작했습니다 특히, CIS 바카라 사이트 주소 전지는 높은 광전자 변환 효율 및 우수한 장기 신뢰성과 같은 특징으로 알려져 있습니다

기존의 CIS 바카라 사이트 주소 전지는 대형 가중 유리 기판을 사용하므로 박막 바카라 사이트 주소 전지의 특성을 완전히 활용하지 못했습니다 따라서, 이들 특징을 사용하는 경량의 곡선 표면-금색 기판을 사용한 고성능 시스 기반 바카라 사이트 주소 전지 모듈의 개발은 바카라 사이트 주소열 발전의 광범위한 사용의 열쇠가 될 것으로 예상된다 미래의 바카라 사이트 주소열 발전은 위치 제약을 극복하고 비용을 추가로 줄이려면 필요합니다

AIST는 바카라 사이트 주소열 발전의 확산을 확장하기 위해 다양한 바카라 사이트 주소 전지 재료 및 장치의 연구 및 개발을 연구하고 있습니다 현재, CIS 기반 바카라 사이트 주소 전지의 연구 개발에서, 우리는 유리 기판 및 다기능 바카라 사이트 주소 전지에 대한 기존 바카라 사이트 주소 전지의 효율을 더욱 향상시키고, 응용 분야를 확장하기 위해 필름 기판 등을 사용하여 경량 유연한 바카라 사이트 주소 전지의 성능을 향상시키는 것을 목표로하고 있으며, 회사 및 대학과 협력하여 연구 및 개발 작업을 수행하고 있습니다 (AIST Prest,2008 년 7 월 16 일,2010 년 2 월 25 일,2011 년 6 월 20 일)

또한 Toyota는 2005 년경부터 바카라 사이트 주소열 발전 시스템을위한 차량 응용 연구 연구를 진행하고 있습니다 차량의 무게는 연료 효율 및 전기 비용과 직접 관련되어 있기 때문에 경량 바카라 사이트 주소 전지 모듈에 대한 수요가 있습니다 곡선 표면을 따를 수있는 고도로 내구성이 뛰어난 바카라 사이트 주소 전지는 차량 설치 가능성을 더욱 확장시킵니다

종래의 유리 기판과 비교하여 필름 기판 상에 고성능 시스 바카라 사이트 주소 전지를 형성하기가 어려웠습니다 이는 필름 기판 및 유리 기판에서의 바카라 사이트 주소 세포 형성 과정의 차이 때문이다 시스 기반 바카라 사이트 주소 전지에서, 유리 기판에서 광 흡수 층으로 확산시킴으로써 첨가 된 알칼리 금속은 개선 된 성능을 위해 필요하지만, 알칼리 금속을 포함하지 않는 필름 기판은 예상 할 수 없기 때문에, 유리 기판에서의 것과는 다른 알칼리 금속 첨가물을 제어하는 기술과 같은 극복해야 할 주요 도전이있다

이번에는 CIS 바카라 사이트 주소 전지를 제조하는 데 필요한 알칼리 금속 첨가 제어 기술을 개선하고, 가벼운 흡수 층 및 표면 및 인터페이스 인 다결정 CIS 박막의 품질을 향상시키고 바카라 사이트 주소 전지 장치의 성능을 향상시키기 위해 노력했습니다 CIS 바카라 사이트 주소 전지 모듈은 이미 국내 및 국제적으로 사용되었습니다19% 이상의 전환 효율성취되었으며, 최근에 전 세계적으로 적극적으로 연구되고 개발 된 전 세계적으로 활발한 유기농 기관 하이브리드 페 로브 스카이 트 바카라 사이트 주소 모듈이기도합니다약 18%의 효율보고되었습니다 그러나, 이러한 전환 효율은 유리 기판의 성능이며 필름 기판 등을 사용한 경량 유연한 바카라 사이트 주소 전지의 성능이 아닙니다 현재까지는 전 세계 최고의 가볍고 유연한 CIS 바카라 사이트 주소 전지 미니 모듈의 효율성이 현재까지유럽 연구 기관 보고서 169%그랬습니다 차량이 장착 된 것 외에도 추가 성능 향상을 달성 할 수있는 경우, 고성능, 실용적인 바카라 사이트 주소 전지는 공장 지붕 및 곡선 표면과 같은 하중 용량 제한이 기존 바카라 사이트 주소 전지로 설치하기 어려운 곳에 설치 될 수 있으며 새로운 시장을 만들 수있는 곳에 설치할 수 있습니다

현재 기술 개발 및 결과와 관련된 CIS 기반 바카라 사이트 주소 전지의 P-N 접합 인터페이스의 알칼리 금속 첨가 및 제어의 영향과 관련된 기본 결과는 미국 물리 학회에서 출판 될 것입니다물리 검토 적용2021 년 5 월 4 일 잡지에 출판

이 연구 및 개발은 AIST 및 Toyota와 공동으로 수행되었으며,이 연구의 일부는 국가 연구 개발 기관, NEDO (New Energy and Industrial 및 Industrial Development Organization)가 의뢰 한 프로젝트의 개발, 바카라 사이트 주소 광 발전의 주요 발전을 촉진하기위한 기술 개발, Solar Genesss (Solar Colde)의 개발을위한 기술 개발을 촉진하기위한 기술 개발, 전력 발전물 개발을위한 기술 개발을위한 기술 개발을 지원했습니다 제한) (경량 기판에서 박막 바카라 사이트 주소 전지의 효율성을 향상시키는 기술 개발

기존의 유리 기판뿐만 아니라 가벼운 유연한 필름 기판에도 고성능 시스 바카라 사이트 주소 전지를 형성하기 위해서는 현재 바카라 사이트 주소 전지 미니 모듈의 성능 개선이 필요합니다알칼리 금속 추가제어 기술의 개선으로 달성 시스 기반 박막개선 된 광전 변환 특성ASTL 메소드(특허 번호 5366154)를 사용하여 광 흡수 층의 필름 형성 후 알칼리 금속을 추가 하였다 기판은 우수한 인성과 탄성을 갖는 유연한 세라믹 시트 (기판 자체는 알칼리 금속을 포함하지 않음)로 만들어졌으며, CIS 기반 바카라 사이트 주소 전지 모듈 형성 기술은 다양한 기판에 적용하는 것을 목표로 검증되었습니다 무화과 1은 제 3 자 기관의 제조 된 17 세포 통합 CIS 바카라 사이트 주소 전지 미니 모드 및 성능 측정 결과 데이터 시트를 보여줍니다 빨간색 선은 전류 전압 곡선 (왼쪽 축)이고 녹색 선은 전력 전압 곡선 (오른쪽 축)입니다 데이터 시트에 표시되고 값에서 추가로 계산 된 값바카라 사이트 주소 전지 성능 매개 변수전환 효율은 186%, 개방 회로 전압은 127 v (셀당 0747V), 단락 전류 밀도 346 ma/cm²,곡선 계수720%

위에서 언급했듯이, CIS 기반 바카라 사이트 주소 전지 모듈은 국내 및 국제적으로 19% 이상의 전환 효율을 달성했으며, 유기적 인 무기 하이브리드 페 로브 스카이드 기반 바카라 사이트 주소 전지 모듈도 약 18%의 효율을보고했습니다 그러나, 이들 기판은 유리로 만들어 졌으므로 가볍거나 유연하지 않았다 이번에는이 회사는 가볍고 유연한 바카라 사이트 주소 전지 미니 모듈로서 18% 이상의 전환 효율을 달성하여 CIS 기반 재료를 사용하여 바카라 사이트 주소열 발전의 사용을 확장 할 수있는 주요 경로를 열었습니다

가볍고 유연한 CIS 기반 바카라 사이트 주소 전지 미니 모듈이 세계에서 가장 높은 곳에 도달했습니다 그러나 바카라 사이트 주소 전지의 성능 지표 중 하나 인 곡선 계수의 값은 여전히 720%로 낮습니다 따라서 곡선 계수의 추가 개선이 예상 될 수 있습니다 CIS 기반 바카라 사이트 주소 전지 연구 및 개발을위한 NEDO 계약 프로젝트의 2022 회계 연도 말 목표는 30cm 이상인 모듈이 18% 이상의 효율성을 가질 것으로 예상되며, 35 엔/W 이상의 제조 비용이 기업 및 대학과 협력하여 이러한 목표를 달성 할 수 있다는 것입니다 또한, 우리는 CIS 기반 광 흡수 층과 P-N 접합 사이의 인터페이스의 품질 향상과 같은 기본 기술을 더욱 향상시키고 더 높은 광전성 변환 효율을 달성하는 것을 목표로합니다

◆ CIS 바카라 사이트 주소 전지

주로 구리 (Cu), 인듐 (IN) 및 셀레늄 (SE)의 세 가지 요소로 구성된 바카라 사이트 주소 전지의 일반적인 용어이며, 갈륨 (GA) 및 황 (S)을 갖는 칼 코게 나이드 기반 박막으로 만들어지며 경고 러링 층 높은 광전자 변환 효율, 우수한 장기 신뢰성 및 높은 방사선 저항 및 제트 블랙 설계와 같은 기능이 있습니다
CIS 기반 바카라 사이트 주소 전지 및 바카라 사이트 주소 광 발전과 관련된 비 출신에 대한 이해하기 쉬운 설명은 YouTube, "Solar Cell University"(외부 사이트 :https : //youtube/4ududt7zzio)[참조로 돌아 가기]

◆ 미니 모듈

이를 연결하고 밀봉하여 다수의 바카라 사이트 주소 전지 세포의 포장 된 제품을 바카라 사이트 주소 전지 모듈이라고합니다 큰 모듈, 서브 모듈 등의 이름은 해당 영역에 따라 다르며 미니 모듈은 200cm입니다²[참조로 돌아 가기]

◆ 광전 전환 효율

입력 광 에너지의 비율은 출력으로 전기 에너지로 변환되었습니다 바카라 사이트 주소 전지의 광전 전환 효율은 대학, 연구 기관, 회사 등에 의해 측정 될 때 자체적으로 선포 된 숫자로 신뢰성을 보장하기가 어렵습니다 따라서 AIST (Japan), National Institute of Renewable Energy (미국) 및 Fraunhofer Research Institute (독일)와 같은 외부 기관에서 측정 한 광전 전환 효율은 종종 신뢰할 수있는 신뢰성을 가진 제 3 자 기관의 측정으로 출판됩니다 특히 "세계 최고 효율성"으로 인식되는 숫자는 타사 조직의 이러한 측정을 기반으로합니다[참조로 돌아 가기]

◆ 통합 구조

다수의 바카라 사이트 주소 전지 세포가 하나의 기판에 통합되는 구조 (도 2 좌측) 백 전극층 또는 시스 기반 광 흡수 층의 패턴은 단일 기판에서 생성되며 개별 바카라 사이트 주소 전지 사이에 연결이 이루어집니다 CIS 및 유기 조직 하이브리드 페 로브 스카이 트와 같은 박막 바카라 사이트 주소 전지에 사용됩니다 기존의 결정질 실리콘 바카라 사이트 주소 전지에서, 개별 바카라 사이트 주소 전지가 세포 표면에 배열 된 그리드 전극에 의해 연결되고 세포 사이의 연결을위한 버스 바 전극에 의해 연결 된 모듈 식 구조는 사용된다 (두 그림 모두 CIS 바카라 사이트 주소 전지의 예이다)[참조로 돌아 가기]

그림 2 통합 유형 (왼쪽) 및 그리드 전극 유형 (오른쪽)의 예

◆ 19% 이상의 전환 효율

유리 기판 CIS 바카라 사이트 주소 전지 모듈에서 바카라 사이트 주소 전방 (일본)은 192% (면적 841 cm², 2017), 198% (면적 242 cm², 2017), Avancis (독일)는 196% (면적 671 cm², 2021)은 전환 효율로보고되었습니다[참조로 돌아 가기]

◆ 약 18%효율

유리 기판에서 유기농 하이브리드 페 로브 스카이 트 바카라 사이트 주소 전지 모듈에서 파나소닉 (SUN)은 179% (면적 804 cm)입니다², 2020), 노스 캐롤라이나 대학교 (미국)는 186% (면적 295 cm², 2020)은 효율을 변환하는 것으로보고되었습니다[참조로 돌아 가기]

◆ 유럽 연구 기관 보고서 169%

EMPA, 기질로서 폴리이 미드 필름을 갖는 가벼운 유연한 시스 바카라 사이트 주소 전지 미니 모듈은 169% (영역 102 cm)입니다², 2015)는 전환 효율을보고하고 있습니다[참조로 돌아 가기]

◆ Alkali Metal 추가

CIS 기반 바카라 사이트 주소 전지를 제조 할 때, CIS 기반 광 흡수 층의 필름 형성 공정 동안지지 기판 확산에 포함 된 나트륨 확산과 같은 알칼리 금속은 CIS 기반 광 흡수 층에 통합되어 바카라 사이트 주소 세포 성능을 향상시킨다[참조로 돌아 가기]

◆ ASTL 메소드

백 전극 층을 형성하기 전에, 알칼리 금속 공급 층 (알칼리-실리케이션 유리 얇은 층 (ASTL)은 수십 개의 나노 미터 (나노는 백만 분의 1 백만 분의 밀리 미터이다)는 여러 마이크로 미터 (마이크로 1 천분의 밀리 미터)가 전도체로 구성되어있다 금속 포일은 기판에 사용되기 때문에) 및 후면 전극 층을 통과 하고이 층의 필름 형성 조건을 제어함으로써 CIS 기반 광 흡수 층에 통합되는 알칼리 금속의 양을 제어하는 방법 (AIST Press,2008 년 7 월 16 일)[참조로 돌아 가기]

◆ 개선 된 광전 변환 특성

알칼리 금속 첨가 제어를 사용하여 경량 유연성 시스 바카라 사이트 주소 전지의 성능을 향상시키기위한 기술 요약 (그림 3)[참조로 돌아 가기]

그림 3 CIS 기반 광 흡수 층에 알칼리 금속의 회로도

◆ 바카라 사이트 주소 전지 성능 매개 변수

광전 전환 효율, 바카라 사이트 주소 전지의 중요한 성능 (η) 일반적인 매개 변수는 개방 회로 전압입니다 (V_OC) 및 단락 전류 밀도 (J_SC), 곡선 계수 (FF) 및 광전 변환 효율과의 관계는 다음 방정식으로 표현됩니다
η=V_OC×J_SC× ff[참조로 돌아 가기]

◆ 곡선 계수

바카라 사이트 주소 전지의 최대 출력을 개방 회로 전압 및 단락 전류의 생성물로 나눈 값 이를 충전 계수 (FF)라고합니다 이것은 전류 전압 곡선 모양이 좋거나 나쁜지 여부를 결정하는 지표입니다 100%에 가까울수록 좋습니다[참조로 돌아 가기]