KR20170023428A - 태양전지 pid 특성 시험방법 - Google Patents
태양전지 pid 특성 시험방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20170023428A KR20170023428A KR1020150118531A KR20150118531A KR20170023428A KR 20170023428 A KR20170023428 A KR 20170023428A KR 1020150118531 A KR1020150118531 A KR 1020150118531A KR 20150118531 A KR20150118531 A KR 20150118531A KR 20170023428 A KR20170023428 A KR 20170023428A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- solar cell
- pid
- conductive film
- deposited
- contaminants
- Prior art date
Links
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 title claims abstract description 13
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000010998 test method Methods 0.000 title description 23
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 52
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 30
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 15
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 claims description 7
- DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N but-3-enoic acid;ethene Chemical compound C=C.OC(=O)CC=C DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 claims description 6
- FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N Sodium cation Chemical compound [Na+] FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000008393 encapsulating agent Substances 0.000 claims description 5
- NPYPAHLBTDXSSS-UHFFFAOYSA-N Potassium ion Chemical compound [K+] NPYPAHLBTDXSSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 claims description 3
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 claims description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 claims description 2
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 4
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 4
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 4
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 4
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 3
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910001414 potassium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005816 glass manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S50/00—Monitoring or testing of PV systems, e.g. load balancing or fault identification
- H02S50/10—Testing of PV devices, e.g. of PV modules or single PV cells
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/30—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers
- B32B27/306—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers comprising vinyl acetate or vinyl alcohol (co)polymers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/40—Testing power supplies
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/036—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes
- H01L31/0392—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their crystalline structure or particular orientation of the crystalline planes including thin films deposited on metallic or insulating substrates ; characterised by specific substrate materials or substrate features or by the presence of intermediate layers, e.g. barrier layers, on the substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
- H01L31/048—Encapsulation of modules
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2311/00—Metals, their alloys or their compounds
- B32B2311/12—Copper
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2457/00—Electrical equipment
- B32B2457/12—Photovoltaic modules
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
본 발명은 태양전지 PID 특성 시험방법에 관한 것이다.
본 발명은 태양전지에 PID(Potential Induced Degradation)를 추정하기 위한 오염 물질을 증착하여 상기 태양전지를 열화시키는 태양전지 열화단계, 상기 오염 물질이 증착되어 있는 태양전지의 일면에 제1 도전막을 형성하는 제1 도전막 형성단계, 상기 오염 물질이 증착되어 있는 태양전지의 타면에 제2 도전막을 형성하는 제2 도전막 형성단계 및 상기 제1 도전막과 상기 제2 도전막을 매개로 상기 오염 물질이 증착되어 있는 태양전지에 시험 전압을 인가하여 PID 특성을 추출하는 PID 특성 추출단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 태양전지 모듈이 아닌 태양전지 자체에 대하여 PID 특성을 시험함으로써 PID 시험 과정을 간략화할 수 있고 비용 측면에서의 효율성을 향상시킬 수 있으며, PID 특성 시험을 위해 소요되는 시간을 크게 단축하면서도 PID 특성을 신뢰성 있게 시험할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 태양전지에 PID(Potential Induced Degradation)를 추정하기 위한 오염 물질을 증착하여 상기 태양전지를 열화시키는 태양전지 열화단계, 상기 오염 물질이 증착되어 있는 태양전지의 일면에 제1 도전막을 형성하는 제1 도전막 형성단계, 상기 오염 물질이 증착되어 있는 태양전지의 타면에 제2 도전막을 형성하는 제2 도전막 형성단계 및 상기 제1 도전막과 상기 제2 도전막을 매개로 상기 오염 물질이 증착되어 있는 태양전지에 시험 전압을 인가하여 PID 특성을 추출하는 PID 특성 추출단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 태양전지 모듈이 아닌 태양전지 자체에 대하여 PID 특성을 시험함으로써 PID 시험 과정을 간략화할 수 있고 비용 측면에서의 효율성을 향상시킬 수 있으며, PID 특성 시험을 위해 소요되는 시간을 크게 단축하면서도 PID 특성을 신뢰성 있게 시험할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 태양전지 PID 특성 시험방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 태양전지 모듈이 아닌 태양전지 자체에 대하여 PID 특성을 시험함으로써 PID 시험 과정을 간략화할 수 있고 비용 측면에서의 효율성을 향상시킬 수 있으며, PID 특성 시험을 위해 소요되는 시간을 크게 단축하면서도 PID 특성을 신뢰성 있게 시험할 수 있는 태양전지 PID 특성 시험방법에 관한 것이다.
최근 외부에 설치된 태양전지 모듈에서 출력이 급격히 줄어드는 현상이 보고되고 있다. 이런 형태의 출력 감소는 모듈이 서로 직렬로 연결된 태양광 발전 시스템에서 일어난다. 고 전압을 발생하는 시스템에서 기존의 열화현상으로 설명되지 않는 새로운 형태의 급격한 출력 저하를 고 전압 스트레스(high voltage stress) 또는 PID(Potential Induced Degradation)라고 한다.
태양전지 모듈이 직렬로 연결될 경우, 태양광 시스템의 발전 전압은 태양전지 모듈의 개수에 비례하게 된다. 한편, 태양전지 모듈을 외부에 설치할 때 작업 안정성과 발전 과정에서의 사고 예방을 위하여 태양전지 모듈의 프레임은 접지된다. 태양광 발전을 통해 발생한 전압은 태양전지에 유지되어 있고, 태양전지 모듈의 외부를 지탱하고 있는 프레임은 접지가 되어 상대적 준위가 항상 그라운드 레벨로 고정이 되어 있기 때문에 태양전지와 프레임 간의 전위 차이가 발생한다. 결국 여러 개의 태양전지 모듈이 직렬로 연결된 어레이(array)의 끝으로 갈수록 태양전지와 접지되어 있는 모듈 프레임 간의 전압 차는 점차 증가하게 되며, 마지막 모듈의 경우, 시스템 발전 전압만큼 전압 차가 벌어진다. 접지된 프레임과 태양전지 사이의 전위차는 PID를 발생시키는 가장 주요한 원인이며, PID는 태양광 발전 시스템이 설치되어 있는 장소의 온도, 습도 등에 의해 영향을 받는 것으로 알려져 있다.
이하에서는 도 1을 참조하여 태양전지 모듈에서 발생하는 PID(Potential Induced Degradation) 진행 과정을 설명한다.
도 1을 참조하면, 태양전지 모듈들로 이루어진 태양광 발전 시스템이 설치된 장소의 온도 및 습도가 높아짐에 따라 봉지재(encapsulant)의 체적 저항이 낮아지고, 태양전지 셀과 프레임 간의 전위차가 발생한다. 또한, 유리에 수분이 부착되어 절연성이 저하되고, 유리의 성분인 Na+ 또는 K+ 등의 양이온이 분리되어 태양전지 셀 표면으로 이동하여 부착된다. 이때, 봉지재의 체적 저항이 낮을수록 양이온 이동은 가속화된다. 이동된 양이온이 태양전지 셀 표면에 부착되면, 태양전지 셀 내부의 전자와 양이온 간의 재결합이 고착화되어 태양전지 셀 내부의 정공이 감소한다. 정공이 감소하면, 태양전지 셀 내부의 전자 이동이 줄어들게 되기 때문에, 태양광 발전량이 감소하게 된다. 이와 같이, 태양전지 모듈이 설치된 장소의 온도와 습도에 따라, 태양전지 모듈의 PID는 필연적으로 발생한다고 할 수 있다.
따라서, 현재 모듈 제조사 등은 제품 출시 이전에 태양전지 모듈이 일정 수준 이상의 PID 특성을 충족시키는 지 여부를 테스트하고 있다.
도 2는 태양전지 모듈에 대한 PID를 시험하는 종래의 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 태양전지 모듈을 테스트 챔버 내에 투입한 상태에서, 소정의 테스트 조건에서 PID 특성에 대한 테스트가 실시된다. 테스트 조건으로는 2012년 6월 1일 NREL의 Hacke에 의해 발의된 IEC 62804 Ed. 1이 표준으로 승인되어 있으며, 그 구체적인 내용은 다음 표 1과 같다.
| 챔버 내부 온도 | 60 ℃± 2 ℃ |
| 챔버 내주 상대 습도 | 85 % ± 5 % R.H. |
| 테스트 시간 | 96 h |
| 테스트 전압 | module rated system voltage and polarities |
전압조건은 미국의 경우 600 V, 유럽은 1000 V의 규격으로 되어있고, ±전압 인가를 모두 시행한다. 96시간 후 태양전지 모듈의 출력 저하가 5 % 이하인 경우, 통과되는 방식이다
그러나 종래의 이러한 태양전지 모듈에 대한 PID 특성 테스트 방식에 따르면, PID 특성을 테스트하기 위한 샘플을 제작하기 위해서 대면적 모듈화 과정이 필요하기 때문에, 비용 측면에서의 비효율적이라는 문제점이 있다.
또한, PID 특성을 테스트하기 위해서는, 정해진 테스트 온도와 습도를 유지하는 테스트 챔버 내에 대면적의 태양전지 모듈을 투입한 상태에서 정해진 테스트 시간 동안 테스트 전압을 인가하여야 하기 때문에, PID 테스트에 소요되는 시간이 오래 걸린다는 문제점이 있다.
본 발명은 태양전지 모듈이 아닌 태양전지 자체에 대하여 PID 특성을 시험함으로써 PID 시험 과정을 간략화할 수 있고 비용 측면에서의 효율성을 향상시킬 수 있는 태양전지 PID 특성 시험방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 PID 특성 시험을 위해 소요되는 시간을 크게 단축하면서도 PID 특성을 신뢰성 있게 시험할 수 있는 태양전지 PID 특성 시험방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 태양전지 PID 특성 시험방법은 태양전지에 PID(Potential Induced Degradation)를 추정하기 위한 오염 물질을 증착하여 상기 태양전지를 열화시키는 태양전지 열화단계와, 상기 오염 물질이 증착되어 있는 태양전지의 일면에 제1 도전막을 형성하는 제1 도전막 형성단계와, 상기 오염 물질이 증착되어 있는 태양전지의 타면에 제2 도전막을 형성하는 제2 도전막 형성단계 및 상기 제1 도전막과 상기 제2 도전막을 매개로 상기 오염 물질이 증착되어 있는 태양전지에 시험 전압을 인가하여 PID 특성을 추출하는 PID 특성 추출단계를 포함한다.
본 발명에 따른 태양전지 PID 특성 시험방법에 있어서, 상기 오염 물질은 나트륨 이온(Na+) 또는 칼륨 이온(K+)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 태양전지 PID 특성 시험방법은 상기 태양전지 열화단계 이후 상기 제1 도전막 형성단계 이전에, 상기 오염 물질이 증착되어 있는 태양전지의 일면에 봉지재(encapsulant)를 형성하는 봉지재 형성단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 태양전지 PID 특성 시험방법에 있어서, 상기 제1 도전막과 상기 제2 도전막을 구리(Cu) 포일을 적층하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 태양전지 PID 특성 시험방법에 있어서, 상기 봉지재는 EVA(Ethylene Vinyl Acetate)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 태양전지 PID 특성 시험방법에 있어서, 상기 태양전지는 결정질 실리콘계 태양전지인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 태양전지 모듈이 아닌 태양전지 자체에 대하여 PID 특성을 시험함으로써 PID 시험 과정을 간략화할 수 있고 비용 측면에서의 효율성을 향상시킬 수 있는 태양전지 PID 특성 시험방법이 제공되는 효과가 있다.
또한, PID 특성 시험을 위해 소요되는 시간을 크게 단축하면서도 PID 특성을 신뢰성 있게 시험할 수 있는 태양전지 PID 특성 시험방법이 제공되는 효과가 있다.
도 1은 태양전지 모듈에서 발생하는 PID(Potential Induced Degradation) 진행 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 태양전지 모듈에 대한 PID를 시험하는 종래의 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 PID 특성 시험방법을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 오염 물질이 증착되어 있는 태양전지에 시험 전압을 인가하여 PID 특성을 추출하는 방법의 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 PID 특성 시험방법의 특징을 종래 방식과 비교하여 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 태양전지 모듈에 대한 PID를 시험하는 종래의 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 PID 특성 시험방법을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 오염 물질이 증착되어 있는 태양전지에 시험 전압을 인가하여 PID 특성을 추출하는 방법의 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 PID 특성 시험방법의 특징을 종래 방식과 비교하여 설명하기 위한 도면이다.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고 유사하게 제2구성 요소는 제1구성 요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 나타낸다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 PID 특성 시험방법을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 오염 물질이 증착되어 있는 태양전지에 시험 전압을 인가하여 PID 특성을 추출하는 방법의 예를 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 PID 특성 시험방법은 태양전지 열화단계(S20), 봉지재 형성단계(S30), 제1 도전막 형성단계(S40), 제2 도전막 형성단계(S50) 및 PID 특성 추출단계(S60)를 포함한다.
본 발명은 태양전지 모듈이 아닌 태양전지(10) 자체에 대하여 PID 특성을 시험함으로써 PID 시험 과정을 간략화하고, 비용 측면에서의 효율성을 향상시키고, PID 특성 시험을 위해 소요되는 시간을 크게 단축하면서도 PID 특성을 신뢰성 있게 시험할 수 있는 태양전지 PID 특성 시험방법이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 태양전지(10)에 나트륨 이온(Na+) 또는 칼륨 이온(K+)을 인위적으로 증착한 이후, PID 특성을 시험함으로써, 종래 방식과 같이 특정한 온도, 습도, 테스트 시간, 테스트 전압 조건 하에서 태양전지 모듈에 발생하는 PID 특성을 모사할 수 있다.
먼저, 단계 S10에서는, 태양전지(10)를 진공 챔버에 투입하는 과정이 수행된다. 이 진공 챔버는 태양전지(10)의 표면에 후술하는 오염 물질을 증착하기 위한 것이다.
태양전지 열화단계(S20)에서는, 태양전지(10)에 PID(Potential Induced Degradation)를 추정하기 위한 오염 물질을 증착하여 태양전지(10)를 인위적으로 열화시키는 과정이 수행된다. 예를 들어, 태양전지(10)는 결정질 실리콘계 태양전지일 수 있으며, 오염 물질은 나트륨 이온(Na+) 또는 칼륨 이온(K+)을 포함할 수 있다.
태양전지(10)의 표면에 나트륨 이온(Na+) 또는 칼륨 이온(K+)을 포함하는 오염 물질을 인위적으로 증착하는 이유를 설명하면 다음과 같다.
일반적으로 실리콘 태양전지 모듈의 전면을 보호하기 위해 사용되는 유리는 유리 제조 공정 시 첨가되는 Na2O에 의해 다량의 나트륨 이온(Na+)을 함유하고 있다. 예를 들어, P-type 결정질 실리콘 태양전지 모듈의 PID는 모듈 프레임이 상대적으로 양의 전위를 갖는 경우에 발생되고, 누설 전류의 방향과 나트륨 이온(Na+)의 이동 방향이 동일해지기 때문에, 누설 전류에 의하여 나트륨 이온(Na+)이 태양전지의 표면으로 이동하게 된다. 본 발명은 이러한 현상을 모사하기 위하여, 태양전지 모듈을 제작하기 이전 단계인 태양전지 레벨에서 태양전지(10)의 표면에 나트륨 이온(Na+) 또는 칼륨 이온(K+)을 포함하는 오염 물질을 인위적으로 증착한다.
예를 들어, 오염 물질에 대한 증착 방식은 물리 증착 방식이 이용될 수 있으며, 증착 시간을 포함하는 진공 챔버 내부의 증착 환경을 조절함으로써, 오염 물질의 증착 정도를 조절할 수 있다.
봉지재 형성단계(S30)에서는, 오염 물질이 증착되어 있는 태양전지(10)의 일면에 봉지재(encapsulant, 20)를 형성하는 과정이 수행된다. 예를 들어, 봉지재(20)는 EVA(Ethylene Vinyl Acetate)를 포함할 수 있다.
제1 도전막 형성단계(S40)에서는, 봉지재(20) 상에 제1 도전막(30)을 형성하는 과정이 수행된다.
제2 도전막 형성단계(S50)에서는, 오염 물질이 증착되어 있는 태양전지(10)의 타면에 제2 도전막(40)을 형성하는 과정이 수행된다.
예를 들어, 제1 도전막(30)과 제2 도전막(40)은 구리(Cu) 포일을 적층하는 방식으로 간편하게 형성될 수 있다.
도 4에 태양전지(10)에 봉지재(20), 제1 도전막(30) 및 제2 도전막(40)이 형성된 구조에 대한 간략한 단면도가 개시되어 있다. 도면상, 태양전지(10)를 구성하는 전극들과 제1 도전막(30) 및 제2 도전막(40)과의 전기적 연결 구조는 개시되어 있지 않으나, 태양전지(10)의 상부 전극과 제1 도전막(30)과의 전기적 연결 및 태양전지(10)의 하부 전극과 제2 도전막(40)과의 전기적 연결은 당연하다.
오염 물질이 증착되어 있는 태양전지(10)에 시험 전압을 인가하여 PID 특성을 추출하는 방법의 예를 나타낸 도면인 도 4를 추가적으로 참조하면, PID 특성 추출단계(S60)에서는, 제1 도전막(30)과 제2 도전막(40)을 매개로 오염 물질이 증착되어 있는 태양전지(10)에 시험 전압을 인가함으로써, 오염 물질이 증착되어 있는 태양전지(10)의 PID 특성을 추출하는 과정이 수행된다.
예를 들어, PID 특성 추출단계(S60)에서 인가되는 시험 전압의 크기와 인가 시간과 같은 시험 조건은 시험자에 의해 조정될 수 있으며, 특정 시험 조건하에서의 시험이 완료된 이후에 태양전지(10)에서 발생하는 출력 저하량을 측정하는 방식으로 태양전지(10)의 PID 특성을 추출할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 PID 특성 시험방법의 특징을 종래 방식과 비교하여 설명하기 위한 도면이다.
도 5의 (a)에는 종래 방식에 따라 나트륨 이온(Na+)이 태양전지 모듈을 구성하는 유리로부터 태양전지의 표면으로 이동하는 상태가 개시되어 있고, 도 5의 (b)에는 본 발명의 일 실시예에 따라 나트륨 이온(Na+)이 태양전지의 표면에 인위적으로 증착된 상태가 개시되어 있다.
도 5에도 개시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예는 유리로부터 전압에 의해 나트륨 이온(Na+)의 이동이 아닌, 태양전지 표면에 증착된 나트륨 이온(Na+)에서 태양전지로 전압에 의해 드리프트(drfit)가 용이하여 단시간 내에 셀의 PID 취약 특성 판별이 가능하고, 봉지재를 라미네이션(lamination) 하지 않고 적층 형태로 형성한 후 전압을 인가하는 방식으로 PID 시험 후 셀 측정 장비(L-IV, Suns-Voc, D-IV 등)로 정량 분석이 가능해진다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 태양전지 모듈이 아닌 태양전지 자체에 대하여 PID 특성을 시험함으로써 PID 시험 과정을 간략화할 수 있고 비용 측면에서의 효율성을 향상시킬 수 있는 태양전지 PID 특성 시험방법이 제공되는 효과가 있다.
또한, PID 특성 시험을 위해 소요되는 시간을 크게 단축하면서도 PID 특성을 신뢰성 있게 시험할 수 있는 태양전지 PID 특성 시험방법이 제공되는 효과가 있다.
10: 태양전지
20: 봉지재
30: 제1 도전막
40: 제2 도전막
S20: 태양전지 열화단계
S30: 봉지재 형성단계
S40: 제1 도전막 형성단계
S50: 제2 도전막 형성단계
S60: PID 특성 추출단계
20: 봉지재
30: 제1 도전막
40: 제2 도전막
S20: 태양전지 열화단계
S30: 봉지재 형성단계
S40: 제1 도전막 형성단계
S50: 제2 도전막 형성단계
S60: PID 특성 추출단계
Claims (6)
- 태양전지에 PID(Potential Induced Degradation)를 추정하기 위한 오염 물질을 증착하여 상기 태양전지를 열화시키는 태양전지 열화단계;
상기 오염 물질이 증착되어 있는 태양전지의 일면에 제1 도전막을 형성하는 제1 도전막 형성단계;
상기 오염 물질이 증착되어 있는 태양전지의 타면에 제2 도전막을 형성하는 제2 도전막 형성단계; 및
상기 제1 도전막과 상기 제2 도전막을 매개로 상기 오염 물질이 증착되어 있는 태양전지에 시험 전압을 인가하여 PID 특성을 추출하는 PID 특성 추출단계를 포함하는, 태양전지 PID 특성 시험방법. - 제1항에 있어서,
상기 오염 물질은 나트륨 이온(Na+) 또는 칼륨 이온(K+)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 태양전지 PID 특성 시험방법. - 제1항에 있어서,
상기 태양전지 열화단계 이후 상기 제1 도전막 형성단계 이전에,
상기 오염 물질이 증착되어 있는 태양전지의 일면에 봉지재(encapsulant)를 형성하는 봉지재 형성단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 태양전지 PID 특성 시험방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1 도전막과 상기 제2 도전막을 구리(Cu) 포일을 적층하여 형성되는 것을 특징으로 하는, 태양전지 PID 특성 시험방법. - 제3항에 있어서,
상기 봉지재는 EVA(Ethylene Vinyl Acetate)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 태양전지 PID 특성 시험방법. - 제1항에 있어서,
상기 태양전지는 결정질 실리콘계 태양전지인 것을 특징으로 하는, 태양전지 PID 특성 시험방법.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150118531A KR20170023428A (ko) | 2015-08-24 | 2015-08-24 | 태양전지 pid 특성 시험방법 |
| CN201610341737.9A CN106486389A (zh) | 2015-08-24 | 2016-05-20 | 太阳能电池的pid特性测试方法、测试用薄片及其制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150118531A KR20170023428A (ko) | 2015-08-24 | 2015-08-24 | 태양전지 pid 특성 시험방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20170023428A true KR20170023428A (ko) | 2017-03-06 |
Family
ID=58398992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020150118531A KR20170023428A (ko) | 2015-08-24 | 2015-08-24 | 태양전지 pid 특성 시험방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20170023428A (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200061151A (ko) * | 2018-11-23 | 2020-06-02 | 전자부품연구원 | 태양전지 pid특성측정장치 |
| KR20220145503A (ko) * | 2021-04-22 | 2022-10-31 | 고려대학교 산학협력단 | Cigs 박막 태양전지에 대한 pid 발생 장치 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20130007337A (ko) | 2011-07-01 | 2013-01-18 | 한국에너지기술연구원 | 태양전지 열화가속장치, 그의 최대 부하점 추적 장치, 태양전지 열화가속방법 및 그의 최대 부하점 추적방법 |
| KR101281053B1 (ko) | 2012-05-23 | 2013-07-09 | 한국에너지기술연구원 | 태양전지 열화 테스트 챔버 및 이를 이용한 테스트 방법 |
-
2015
- 2015-08-24 KR KR1020150118531A patent/KR20170023428A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20130007337A (ko) | 2011-07-01 | 2013-01-18 | 한국에너지기술연구원 | 태양전지 열화가속장치, 그의 최대 부하점 추적 장치, 태양전지 열화가속방법 및 그의 최대 부하점 추적방법 |
| KR101281053B1 (ko) | 2012-05-23 | 2013-07-09 | 한국에너지기술연구원 | 태양전지 열화 테스트 챔버 및 이를 이용한 테스트 방법 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200061151A (ko) * | 2018-11-23 | 2020-06-02 | 전자부품연구원 | 태양전지 pid특성측정장치 |
| KR20220145503A (ko) * | 2021-04-22 | 2022-10-31 | 고려대학교 산학협력단 | Cigs 박막 태양전지에 대한 pid 발생 장치 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| López-Escalante et al. | Polyolefin as PID-resistant encapsulant material in PV modules | |
| KR101791371B1 (ko) | 태양 전지 분극에 대한 모듈 레벨의 솔루션 | |
| US20110308602A1 (en) | Solar cell, solar cell manufacturing method and testing method | |
| CN103137730B (zh) | 避免或降低晶体硅光伏组件电位诱发衰减的方法和结构 | |
| Xiong et al. | PV module durability testing under high voltage biased damp heat conditions | |
| WO2013152965A3 (de) | Photovoltaische dünnschichtsolarmodule sowie verfahren zur herstellung solcher dünnschichtsolarmodule | |
| US20140340110A1 (en) | Device and Method for Detecting Ability of Anti PID Effect of Solar Cell | |
| EP2701204B1 (en) | Solar cell module | |
| CN103199153B (zh) | 一种晶体硅太阳电池的制备方法 | |
| KR101405018B1 (ko) | 박막형 태양전지 및 그 제조방법 | |
| CN106098830A (zh) | 一种同侧互联的太阳能电池串及制备方法和组件及系统 | |
| KR20170023428A (ko) | 태양전지 pid 특성 시험방법 | |
| US11211508B2 (en) | Thin-film solar module with improved shunt resistance | |
| KR101831048B1 (ko) | 태양전지 pid 특성 시험용 시트 및 그의 제조방법 | |
| CN203086380U (zh) | 避免或降低晶体硅光伏组件电位诱发衰减的结构 | |
| KR20160116851A (ko) | 태양전지 모듈 | |
| AU2011291158B2 (en) | Solar cell module and production method therefor | |
| Irias et al. | Degradation of photovoltaic panels induced by electric potential: Theoretical survey and computational study on the inverter operation influence | |
| CN111446923B (zh) | 一种太阳电池的电势感应衰减快速测试方法及系统 | |
| CN104681669A (zh) | 一种光电转换层压件的制备方法及其电性能测试方法 | |
| CN109168322B (zh) | 太阳能电池组件以及太阳光发电系统 | |
| CN113243051A (zh) | 用具有旁路二极管的串联连接的太阳能电池发电的电路布置 | |
| CN113383430A (zh) | 太阳能电池单体及其制造方法以及太阳能电池组件 | |
| Chiriac et al. | Analysis of hot-spots effects on the performances of a photovoltaic system used in Romania | |
| Virtuani et al. | Preventing potential-induced degradation in crystalline silicon PV modules: Relationship between degradation and bill of material |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| AMND | Amendment | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E902 | Notification of reason for refusal |