연요철(Anti-Glare) 구조의 표면 유리 기판을 가지는 고효율 태양전지 모듈

Abstract

태양전지 모듈은 back sheet, 후면 충진재, 태양전지 cell, 전면 충진재, 전면 보호유리의 구성으로 되어 있다. Back sheet는 유리 또는 금속을 사용하는데 사용 재료에 따라 각각 유리봉입방식, 슈퍼스트레이트방식으로 구분된다. 태양전지를 보호하기 위한 충진재는 빛의 투과율 저하가 적은 poly vinyl butylo나 내습성이 뛰어난 ethylene vinyl acetate 등이 주로 이용된다. 유리봉입방식과 슈퍼스트레이트 방식의 공통점은 모듈 전면에 투과율과 내 충격 강도가 좋은 강화 유리를 사용하는 것이다. 하지만 현재 모듈의 전면 유리는 평탄한 표면 때문에 태양고도가 낮을 때 상대적으로 반사율이 높은 단점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로 표면 유리에 요철(anti-glare) 구조를 형성하면 평면(bare) 구조의 표면에서 반사되는 태양광이 일부 태양전지 내부로 재입사가 일어나게 되어 표면 반사율이 낮아지게 되고, 이로 인하여 태양전지의 효율이 증가하게 된다. 특히 이러한 효과는 태양고도가 낮아졌을 때 요철(anti-glare) 구조에 의한 반사율의 감소가 증가하기 때문에 평면 구조보다 요철(anti-glare) 구조의 태양전지 모듈의 효율이 향상될 것이다. 본 논문에서는 요철(anti-glare) 구조의 유리와 평면 구조의 유리에서 태양고도의 고도 변화에 따른 반사와 투과 특성을 확인하기 위하여 입사광의 각도에 대한 반사율과 투과율을 측정하여 비교 분석하였다. 그리고 태양전지 cell 위에 요철(anti-glare) 구조의 유리와 평명 구조의 유리를 각각 위치 시킨 후 태양전지 cell의 효율 변화를 확인하였다. 태양전지 cell의 표면 구조에 따라 요철 구조의 유리 기판의 특성을 비교하기 위하여 태양전지 cell의 표면을 이방성 식각 용액을 이용하여 역피라미드 구조의 텍스쳐링 태양전지 cell과 평면 구조의 태양전지 cell을 각각 사용하여 비교하였다. Currently, solar module is using the two methods such as a glass-filled method or a super-straight method. The common point of these methods is to use glass structure on the front of solar module. However, the reflectance of the solar module is high depending on the height of the incident sunlight due to the flat surface of the module front glass. Purposed to solve these problems, AG (anti-glare) structures were formed on the glass surface. Next is fabrication methods of AG structure. First, uneven structure made by micro blaster equipment was dipped in Hydro-fluidic acid (HF) acid. HF acid process was carried out to remove particles and to make high transmittance. The reflectance and transmittance of the anti-glare glass was compared to those of the bare glass. The reflectance of anti-glare glass decreased approximately 1% compared with bare glass. The transmittance of anti-glare glass was similar to bare glass. According to the sample angle, the difference of the reflectance between bare glass and the anti-glare glass was about 19%. Isc and efficiency value of anti-glare glass on bare solar cell appeared about 3.01 mA and 0.228% difference compared with bare glass. Anti-glare glass on textured solar cell appeared about 9.46 mA and 0.741% difference compared with bare glass. As a result, the role of anti-glare in the substrate is to reduces the loss of sunlight reflected from the surface. In this study, therefore, AG structure on the solar cell was used to improve the efficiency of solar cell.