Subscript Isc : short circuit current Jsc : current density Voc : open circuit voltage FF : fill factor mPa・s : millipascal-second RPM : revolutions per minute 1. 서 론 태양은 열과 방사선의 형태로 매순간 막대한 양의 에너지를 생산하고 있으며 이 에너지는 친환경적이며 무제한적이고 비용 이 들지 않는다. 1,2) 기존의 일반적인 에너지 생산기술과 달리 태 양광을 에너지로 사용하기 위해서는 큰 비용이 필요한 발전소 를 만들지 않아도 작은 크기의 태양전지를 사용하는 것만으로 태양광을 직접 에너지의 형태로 변환할 수 있다는 점에서 큰 장 점을 갖는다. 3,4) 태양전지를 사용한 태양광 모듈을 제조하는데 있어서 일반적으로 대규모 증설을 통한 고정비의 절감, 실리콘 웨이퍼의 비용을 줄이기 위해 셀의 두께를 줄이는 것 5) 과 같은 원 재료 사용량을 줄이거나 공정상의 loss를 줄이는 방법 등으로 모 듈 원가를 절감하는 것이 유효했지만 더 이상 대규모 증설과 원 재료 사용량 감축은 쉽지 않아지고 있다. 이러한 상황에서 기업들은 단위당 효율이나 출력을 높이는 것 에 주력하고 있는 상황이며 셀 단위의 효율을 높이는 작업이 아 닌 모듈 단위의 구조 변경을 통한 효율 및 출력 증가에 대해 연구 를 하고 있다 . 최근 미국의 Cogenra Solar, Solaria 및 Sunpower 에서 사용하는 슁글링 구조를 통한 모듈 제조방식이 제안되었 는데 각각의 셀을 절단하여 직렬로 연결시켜 줌으로써 모듈 사 이즈 대비 셀의 수량과 기존의 버스바로 인한 저항을 줄이는 방 식으로 효율을 증가시킬 수 있는 방법이다. 이 방식에서 가장 중 요한 요소인 솔더링 프로세스는 완성된 모듈의 신뢰도와 효율 에 영향을 미치는 중요한 요소인데 6) 기존의 접촉식 인두 및 열풍 가열방식은 미세균열 때문에 셀이 얇을수록 파손될 위험이 매 Current Photovoltaic Research 5(3) 95-99 (2017) pISSN 2288-3274 DOI:https://doi.org/10.21218/CPR.2017.5.3.095 eISSN 2508-125X 전도성 접착제 물성에 따른 슁글드 어레이 태양전지 특성 평가 지홍섭 1) ㆍ최원용 2) ㆍ이재형 3) ㆍ정채환 1) * 1) 광에너지융합그룹, 한국생산기술연구원, 광주, 61012 2) R&D센터, (주) 제너셈, 인천, 21984 3) 정보통신공학부, 성균관대학교, 수원, 16419 Characterization of Electrically Conductive Adhesives for Shingled Array Photovoltaic Cells Hongsub Jee 1) ․ Wongyong Choi 2) ․ Jaehyeong Lee 3) ․ Chaehwan Jeong 1) * 1) Applied Optics and Energy Research Group, Korea Institute of Industrial Technology, Gwangju 61012, Korea 2) R&D Center, Genesem Inc. Incheon 21984, Korea 3) School of Information and Communication Engineering, Sungkyunkwan University, Suwon 16419, Korea ABSTRACT: The interconnecting shingled solar cells method shows extremely high ratio active area per total area and has the excellent potential for high power PV (photovoltaic). Compared to the conventional module, it can have much more active area due to busbar-free structure. The properties of ECA (electrically conductive adhesives) are significant to fabricate the shingled array PV since it should be used in terms of electric and structural connection. Various ECA were tried and characterized to optimize the soldiering conditions. The open circuit voltage of shingled array cells showed a three-fold increase and efficiency was also increased by 1.63%. The shingled array cells used in CE3103WLV showed the highest power and in CA3556HF the lowest curing temperature and very fast curing time. Key words: Conductive adhesive, Shingled array, Photovoltaic, Solar cells, Scribing, Singluation *Corresponding author: [email protected]Received August 14, 2017; Revised August 31, 2017; Accepted August 31, 2017 ⓒ 2017 by Korea Photovoltaic Society This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. 95
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Characterization of Electrically Conductive Adhesives for Shingled Array …kpvs.or.kr/cpvr/download_pdf.php?u=CPVR-V05-N03-05.pdf · Shingled array cell (6 inch) Short circuit current
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Transcript
Subscript
Isc : short circuit current
Jsc : current density
Voc : open circuit voltage
FF : fill factor
mPa・s : millipascal-second
RPM : revolutions per minute
1. 서 론
태양은 열과 방사선의 형태로 매순간 막대한 양의 에너지를
생산하고 있으며 이 에너지는 친환경적이며 무제한적이고 비용
이 들지 않는다.1,2) 기존의 일반적인 에너지 생산기술과 달리 태
양광을 에너지로 사용하기 위해서는 큰 비용이 필요한 발전소
를 만들지 않아도 작은 크기의 태양전지를 사용하는 것만으로
태양광을 직접 에너지의 형태로 변환할 수 있다는 점에서 큰 장
점을 갖는다.3,4) 태양전지를 사용한 태양광 모듈을 제조하는데
있어서 일반적으로 대규모 증설을 통한 고정비의 절감, 실리콘
웨이퍼의 비용을 줄이기 위해 셀의 두께를 줄이는 것5)과 같은 원
재료 사용량을 줄이거나 공정상의 loss를 줄이는 방법 등으로 모
듈 원가를 절감하는 것이 유효했지만 더 이상 대규모 증설과 원
재료 사용량 감축은 쉽지 않아지고 있다.
이러한 상황에서 기업들은 단위당 효율이나 출력을 높이는 것
에 주력하고 있는 상황이며 셀 단위의 효율을 높이는 작업이 아
닌 모듈 단위의 구조 변경을 통한 효율 및 출력 증가에 대해 연구
를 하고 있다. 최근 미국의 Cogenra Solar, Solaria 및 Sunpower
에서 사용하는 슁글링 구조를 통한 모듈 제조방식이 제안되었
는데 각각의 셀을 절단하여 직렬로 연결시켜 줌으로써 모듈 사
이즈 대비 셀의 수량과 기존의 버스바로 인한 저항을 줄이는 방
식으로 효율을 증가시킬 수 있는 방법이다. 이 방식에서 가장 중
요한 요소인 솔더링 프로세스는 완성된 모듈의 신뢰도와 효율
에 영향을 미치는 중요한 요소인데6) 기존의 접촉식 인두 및 열풍
가열방식은 미세균열 때문에 셀이 얇을수록 파손될 위험이 매
Current Photovoltaic Research 5(3) 95-99 (2017) pISSN 2288-3274
1)Applied Optics and Energy Research Group, Korea Institute of Industrial Technology, Gwangju 61012, Korea2)R&D Center, Genesem Inc. Incheon 21984, Korea
3)School of Information and Communication Engineering, Sungkyunkwan University, Suwon 16419, Korea
ABSTRACT: The interconnecting shingled solar cells method shows extremely high ratio active area per total area and has the excellent
potential for high power PV (photovoltaic). Compared to the conventional module, it can have much more active area due to busbar-free
structure. The properties of ECA (electrically conductive adhesives) are significant to fabricate the shingled array PV since it should be
used in terms of electric and structural connection. Various ECA were tried and characterized to optimize the soldiering conditions. The
open circuit voltage of shingled array cells showed a three-fold increase and efficiency was also increased by 1.63%. The shingled array
cells used in CE3103WLV showed the highest power and in CA3556HF the lowest curing temperature and very fast curing time.