[고려대학교] 무기물 박막 태양전지 제조 장치 및 제어 방법
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최고관리자 0 Comments 1 Views 20-11-10 15:46 기계본문
- 분야 : 전자~전기 개발상태 4 9
기술완성도
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TRL09
사업화
- 본격적인 양산 및 사업화 단계
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TRL08
시작품 인증/
표준화- 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
- 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
- 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
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TRL07
Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가- 시작품의 신뢰성 평가
- 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
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TRL06
Pilot 단계 시작품
성능 평가- 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
- 시작품 성능평가
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TRL05
시제품 제작/
성능평가- 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
- 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
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TRL04
연구실 규모의
부품/시스템 성능평가- 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
- 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
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TRL03
연구실 규모의
성능 검증- 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
- 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
- 모델링/설계기술 확보
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TRL02
실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립- 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
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TRL01
기초 이론/
실험- 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계
- 기술개요
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○ 무기물 박막 태양전지 제조 장치 및 이의 제어 방법에 관한 것으로, 마이크로 단위의 무기물 파우더를 통해 고효율의 미세 태양전지층을 형성하여 생산 수율 증대가 가능함
- 연구의 필요성
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○ 태양전지의 효율 및 생산 수율을 증대시킬 수 있는 기술이 필요함
-태양전지층 형성을 위한 기존의 방법들은 비용과 시간이 많이 필요한 공정이 대부분이며, 특히 스크린 프린팅 방식의 경우 쉐이딩 손실을 증대시켜 태양전지의 효율을 저하시킴
-기존의 CIGS 박막 제조 공정은 대면적화가 어렵고 진공장치 내부의 오염이 심각하며, 광전환 효율이 저하되어 양질의 박막 제작이 어렵다는 한계가 있음
[태양전지층의 단면 상태]
- 기술활용분야
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박막 태양전지를 이용한 태양광 발전 시스템에 활용 가능
- 기술구현
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○무기물 박막 태양전지 제조 장치 제어 방법
-제어부가 무기물 파우더 공급 유니트로 공급 제어 신호와 롤투롤 유니트로 이송 제어 신호를 인가함
-무기물 파우더 에어로졸을 토출하여 무기물 파우더를 태양전지 기판에 증착시킴
-제어부가 감지 유니트에 감지 제어 신호를 인가함
-제어부가 감지 유니트의 감지 신호 및 저장부의 사전 설정 데이터를 이용하여 노즐의 속도 및 태양전지 기판의 이송속도를 조정함
[무기물 박막 태양전지 제조 장치의 개략적인 상태도]
[무기물 박막 태양전지 제조 장치의 제어 과정]
- 시장동향
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○ 세계 태양광 발전 시스템 시장의 규모는 2017년에 675억 달러, 2022년에 2,439억 달러에 이를 것으로 전망되며, 연평균 28.8%의 성장률을 보임
○ 국내 태양광 발전 시스템 시장 규모는 2017년에 8,961억 원, 2022년에 3조 5,082억 원에 이를 것으로 전망되며, 연평균 29.7%의 성장률을 보임
[태양광 발전 시스템 시장 규모]
- 특장점
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- 차별성
- ○ 저온 스프레이 방식 및 멀티 노즐을 통한 분사
-저온 스프레이 방식으로 고가의 미세 노즐을 수반하지 않더라도 작은 무기물 파우더 에어로졸을 토출함
-멀티 노즐을 통한 동시/선택적 국부 분사가 가능함
○ 기판 스테이지 가열 및 탄소층 배제
-기판 스테이지의 가열을 통하여 무기물 파우더 입자의 치밀한 증착을 유도하고 결정화를 이룸
-전구체 사용으로 인해 수반된 탄소층을 배제함
- 기술 개발 효과
- ○ 태양 전지의 효율 증대 및 생산 수율의 극대화
-정확하고 안정적인 미세 태양전지층 형성으로 태양 전지의 효율을 증대시키고 제조 원가를 절감함
-공정의 단순화로 생산 수율 증대가 가능함
○ 양질의 태양전지층을 구비하는 태양전지 제조
-조직의 구성비를 정확하게 조정하여 대면적화를 이루고, 광전환 효율을 극대화시키는 태양전지를 제공함