[인더스트리뉴스 권선형 기자] 태양전지에 최대 11% 균열이 일어나도 성능에는 매우 미미한 영향을 미친다는 연구 결과가 나왔다. 영국 요크대학교(University of York) 연구진은 최근 ‘태양전지 출력 성능 및 열 작동에 대한 균열의 영향 테스트’란 제목의 논문에서 이 같은 결과를 발표하고, 균열 비율이 11%~34% 범위에 있을 때 핫스팟이 발생할 가능성이 있다고 밝혔다.

분리 프로세스 전 태양광 모듈의 원본 EL 이미지 [사진=요크대학교]

연구진은 0.61V 개방 전압, 38.8mA/cm²의 단락 전류 밀도, 4.72W의 피크 전력을 가진 한 제조업체에서 제공한 3 버스바 태양전지를 샘플로 연구를 진행했다. 샘플은 단락 조건에서 직류 동작점(Q점) 설정으로 전원 공급 장치에 연결하고, 100~1000W/m²의 다양한 조도 하에서 태양광 조명에 태양전지를 노출시켰다. 온도는 25°C로 일정하게 유지했다. 연구 결과 분석은 6k×4k 픽셀의 해상도와 18~55mm의 카메라 렌즈를 가진 디지털 카메라를 통해 전자발광(EL) 이미징을 사용했다.  

연구진은 이 실험을 통해 균열 비율이 11% 미만인 태양전지의 출력 전력 손실은 미미한 것으로 나타났다며 균열 비율이 11% 미만인 태양전지는 균열이 없는 전지와 상대적으로 동등한 상태라고 밝혔다. 핫스팟은 태양전지 비활성 영역을 본질적으로 나타내는 균열률 11~34% 범위에 있으면 발생하는 것으로 나타났다. 

연구진은 “웨이퍼 두께가 얇아질수록 태양전지의 크랙 문제가 더 심각해진다”며, “감소된 두께로 인해 본격적인 모듈로 조립할 때 태양전지에 추가적인 기계적 응력이 더 쉽게 발생하기 때문”이라고 밝혔다.

3개의 테스트된 태양전지 샘플 실험을 마치고 찍은 열화상 이미지 [사진=요크대학교]

연구진은 향후 균열이나 핫스팟이 시간이 지남에 따라 어떻게 발전하고, 실외 등 다양한 환경 조건에서 어떤 결과가 나오는 지 등에 관한 실험도 이어갈 계획이다. 

[권선형 기자 (news@industrynews.co.kr)]

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