일본 가와사키, 일본 오사카 –(Business Wire / 뉴스와이어) - 파나소닉(Panasonic Corporation)이 유리 기판을 이용한 경량 기술과 잉크젯 프린팅(개구 면적 802cm2: 길이 30cm x 폭 30cm x 두께 2mm) 에너지 변환 효율(16.09%).이는 일본 신에너지산업기술개발기구(NEDO)가 '고성능·고신뢰성 태양광 발전의 발전 비용을 절감하는 기술 개발'을 추진해 태양광 발전의 보급을 촉진하는 프로젝트의 일환으로 달성됐다. 태양광 발전 만능.
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넓은 면적을 코팅할 수 있는 잉크젯 기반 코팅 방식으로 부품 제조 비용을 절감할 수 있습니다.또한, 이 대면적, 경량, 고변환 효율 모듈은 기존 태양광 패널을 설치하기 어려운 건물 정면 등의 위치에서 효율적인 태양광 발전을 구현할 수 있습니다.
앞으로 NEDO와 파나소닉은 페로브스카이트 층 재료를 지속적으로 개선하여 결정질 실리콘 태양전지에 필적하는 높은 효율을 달성하고 새로운 시장에서 실용적인 응용을 위한 기술을 구축할 것입니다.
1. 배경 세계에서 가장 널리 사용되는 결정질 실리콘 태양전지는 일본의 메가와트 규모의 대규모 태양광, 주거용, 공장 및 공공 시설 부문에서 시장을 개척했습니다.이러한 시장에 더욱 침투하고 새로운 시장에 접근하려면 더 가볍고 더 큰 태양광 모듈을 만드는 것이 중요합니다.
페로브스카이트 태양전지*1는 발전층을 포함한 두께가 결정질 실리콘 태양전지의 1%에 불과해 페로브스카이트 모듈이 결정질 실리콘 모듈보다 가볍기 때문에 구조적 장점이 있다.가벼움으로 인해 투명 전도성 전극을 사용하여 건물 외벽, 창문 등 다양한 설치 방법이 가능해 넷제로 에너지 빌딩(ZEB*2)의 확산에 기여할 수 있습니다.또한 각 레이어를 기판에 직접 적용할 수 있기 때문에 기존 공정 기술에 비해 생산 비용이 저렴합니다.페로브스카이트 태양전지가 차세대 태양전지로 주목받는 이유다.
반면, 페로브스카이트 기술은 결정질 실리콘 태양전지와 동등한 25.2%*3의 에너지 전환 효율을 달성하지만, 소형 셀에서는 기존 기술로는 넓은 면적 전체에 물질을 균일하게 확산시키는 것이 어렵다.따라서 에너지 변환 효율이 감소하는 경향이 있다.
이러한 배경에서 NEDO는 태양광 발전의 확산을 촉진하기 위해 "고성능 및 고신뢰성 태양광 발전의 발전 비용을 줄이기 위한 기술 개발"*4 프로젝트를 수행하고 있습니다.이 프로젝트의 일환으로 파나소닉은 유리 기판을 사용한 경량 기술과 페로브스카이트 태양광 모듈용 기판에 적용되는 잉크를 생산하고 조절하는 잉크젯 방식을 기반으로 한 대면적 코팅 방법을 개발했습니다.이러한 기술을 통해 파나소닉은 페로브스카이트 태양전지 모듈(개구 면적 802cm2: 길이 30cm x 너비 30cm x 너비 2mm)에서 16.09%*5라는 세계 최고의 에너지 변환 효율을 달성했습니다.
또한, 제조과정에서 잉크젯 방식을 이용한 대면적 코팅방식으로 원가절감에도 도움이 되며, 모듈의 대면적, 경량, 높은 변환효율 특성으로 인해 기존 방식으로는 설치가 어려운 건물 외벽 및 기타 부위에도 설치가 가능합니다. 태양 전지 패널.행사장 내 고효율 태양광 발전.
파나소닉은 페로브스카이트 층 재료를 개선함으로써 결정질 실리콘 태양전지에 버금가는 높은 효율을 달성하고 새로운 시장에서 실용적으로 응용할 수 있는 기술을 창출하는 것을 목표로 하고 있습니다.
2. 결과 파나소닉은 원자재를 정확하고 균일하게 코팅할 수 있는 잉크젯 코팅 방식에 초점을 맞춰 유리 기판 위의 페로브스카이트 층을 포함해 태양전지의 각 층에 해당 기술을 적용해 고효율 대면적 모듈을 구현했다.에너지 변환 효율.
[기술개발 포인트] (1) 잉크젯 코팅에 적합한 페로브스카이트 전구체 조성을 개선한다.페로브스카이트 결정을 형성하는 원자단 중 메틸아민은 부품 생산 중 가열 과정에서 열안정성 문제를 안고 있다.(메틸아민은 열에 의해 페로브스카이트 결정에서 제거되어 결정의 일부가 파괴됩니다.)메틸아민의 특정 부분을 적절한 원자 직경을 갖는 포름아미딘 수소, 세슘, 루비듐으로 변환함으로써 결정 안정화에 효과적이며 에너지 변환 효율을 향상시키는 데 도움이 된다는 사실을 발견했습니다.
(2) 페로브스카이트 잉크의 농도, 코팅량, 코팅 속도 조절 잉크젯 코팅 방식을 이용한 성막 공정에서 패턴 코팅은 유연성을 갖는 반면, 소재와 각 층 표면의 도트 패턴 형성은 결정의 균일성이 필수적이다.이러한 요구사항을 충족시키기 위해 페로브스카이트 잉크의 농도를 일정 함량으로 조절하고, 인쇄 과정에서 코팅량과 속도를 정밀하게 제어함으로써 대면적 부품에 대한 높은 에너지 변환 효율을 달성했습니다.
파나소닉은 각 층 형성 중 코팅 공정을 사용하여 이러한 기술을 최적화함으로써 결정 성장을 강화하고 결정 층의 두께와 균일성을 개선하는 데 성공했습니다.그 결과 에너지 변환효율 16.09%를 달성하며 실용화에 한발 더 다가섰다.
3. 행사 후 계획 NEDO와 파나소닉은 대면적 페로브스카이트 모듈의 공정 비용 절감과 경량화를 달성함으로써 태양전지가 한 번도 설치되거나 채택된 적이 없는 새로운 시장을 개척할 계획입니다.NEDO와 파나소닉은 페로브스카이트 태양전지와 관련된 다양한 소재 개발을 바탕으로 결정질 실리콘 태양전지에 필적하는 고효율을 달성하고 생산 비용을 와트당 15엔으로 낮추기 위한 노력을 기울이는 것을 목표로 하고 있다.
이 결과는 쓰쿠바 국제 컨퍼런스 센터에서 열린 페로브스카이트, 유기 광전지 및 광전자 공학에 관한 아시아 태평양 국제 회의(IPEROP20)에서 발표되었습니다.URL: https://www.nanoge.org/IPEROP20/program/program
[비고]*1 페로브스카이트 태양전지 광흡수층이 페로브스카이트 결정으로 구성된 태양전지.*2 Net Zero Energy Building(ZEB) ZEB(Net Zero Energy Building)는 에너지 부하 제어 및 효율적인 시스템을 설치하여 실내 환경 품질을 유지하고 에너지 절약 및 재생 에너지를 달성하는 비주거용 건물입니다. 연간 에너지 기반 균형을 0으로 만듭니다.*3 에너지 변환 효율 25.2% 한국화학연구원(KRICT)과 매사추세츠공과대학(MIT)이 공동으로 소형전지 에너지 변환 효율 세계 신기록을 발표했다.최우수 연구 셀 성능(2019년 11월 5일 개정) – NREL*4 고성능, 고신뢰성 태양광 발전으로 발전 비용을 절감하는 기술 개발 – 프로젝트 제목: 고성능으로 발전 비용을 절감 , 고신뢰성 태양광발전 기술개발/신구조형 태양전지 혁신연구/혁신적 저비용 생산 및 연구 – 사업기간: 2015~2019(연간) – 참고: 2018년 6월 18일 NEDO 보도자료 “The 필름 페로브스카이트 태양광 모듈을 기반으로 한 세계 최대 태양전지” https://www.nedo.go.jp/english/news/AA5en_100391.html*5 에너지 변환 효율 16.09% 일본 산업 기술 종합 연구소 에너지 효율 값 MPPT 방식(Maximum Power Point Tracking 방식: 실제 사용 시 변환 효율에 가까운 측정 방식)으로 측정됩니다.
Panasonic Corporation은 소비자 가전, 주거용, 자동차 및 B2B 비즈니스 분야의 고객을 위한 다양한 전자 기술 및 솔루션을 개발하는 글로벌 리더입니다.파나소닉은 2018년 창립 100주년을 맞이하고 전 세계적으로 사업을 확장해 현재 전 세계적으로 총 582개의 자회사와 87개의 관계사를 운영하고 있습니다.2019년 3월 31일 현재 연결 순매출액은 8조 003억엔에 달했습니다.파나소닉은 각 부서의 혁신을 통해 새로운 가치를 추구하는 데 전념하고 있으며, 회사의 기술을 활용하여 고객을 위한 더 나은 삶과 더 나은 세상을 만들기 위해 노력하고 있습니다.
게시 시간: 2023년 12월 5일