KR20220145503A - Pid generator for cigs thin-film solar cell - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 CIGS 박막 태양전지에 대한 PID 발생 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a PID generator for a CIGS thin film solar cell.
최근 외부에 설치된 태양전지 모듈에서 출력이 급격히 줄어드는 현상이 보고되고 있다. 이런 형태의 출력 감소는 모듈이 서로 직렬로 연결된 태양광발전 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.Recently, it has been reported that the output of a solar cell module installed outside abruptly decreases. This type of output reduction occurs in photovoltaic systems where the modules are connected in series with each other. In a system that generates a high voltage, a new type of sudden drop in output that is not explained by the existing deterioration is called high voltage stress or PID (Potential Induced Degradation).
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.When the solar cell modules are connected in series, the power generation voltage of the solar system is proportional to the number of solar cell modules. Meanwhile, when the solar cell module is installed outside, the frame of the solar cell module is grounded for work stability and accident prevention in the power generation process. The voltage generated through solar power generation is maintained in the solar cell, and the frame supporting the outside of the solar cell module is grounded and the relative level is always fixed to the ground level, so a potential difference between the solar cell and the frame occurs. do.
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 발전시스템이 설치되어 있는 장소의 온도, 습도 등에 의해 영향을 받는 것으로 알려져 있다.As a result, the voltage difference between the solar cell and the grounded module frame gradually increases toward the end of an array in which several solar cell modules are connected in series, and in the case of the last module, the voltage difference increases as much as the system power generation voltage. The potential difference between the grounded frame and the solar cell is the most important cause of PID, and PID is known to be affected by the temperature and humidity of the place where the solar power generation system is installed.
태양전지는 광흡수층으로 사용되는 물질에 따라서 다양한 종류로 구분되며, 현재 가장 많이 사용되는 것은 실리콘을 이용한 실리콘 태양전지이다. 그러나 최근 실리콘의 공급부족으로 가격이 급등하면서 박막형 태양전지에 대한 관심이 증가하고 있다. 박막형 태양전지는 얇은 두께로 제작되므로 재료의 소모량이 적고, 무게가 가볍기 때문에 활용범위가 넓다. 이러한 박막형 태양전지의 재료로는 높은 광흡수 계수를 가지는 CIGS(Copper Indium Gallium Selenide)가 각광받고 있다. 이는 CIGS를 박막 태양전지의 제조에 사용함으로써 높은 변환효율을 얻을 수 있기 때문이다.Solar cells are classified into various types depending on the material used for the light absorption layer, and the most used currently is a silicon solar cell using silicon. However, interest in thin film solar cells has increased recently as the price has soared due to a shortage of silicon supply. Since thin-film solar cells are manufactured with a thin thickness, they consume less material and have a wide range of applications because they are light in weight. Copper indium gallium selenide (CIGS), which has a high light absorption coefficient, is in the spotlight as a material for such a thin film solar cell. This is because high conversion efficiency can be obtained by using CIGS in the manufacture of thin film solar cells.
이러한 CIGS 박막 태양전지에서도 PID 현상은 발생하고 있으며, 따라서 CIGS 박막 태양전지를 생산하고 연구하는 단계에서는 그 원인이 정확히 밝혀지지 않은 PID 현상을 인위적으로 발생시키고, 그 과정에서 PID의 발생 원인을 파악하고자 하는 노력이 계속되고 있다.The PID phenomenon also occurs in these CIGS thin-film solar cells. Therefore, in the stage of producing and researching CIGS thin-film solar cells, the PID phenomenon, the cause of which is not precisely known, is artificially generated, and in the process, the cause of PID is identified. efforts are continuing.
다만, PID 현상은 발생까지 긴 시간이 요구되고 있으며 따라서 산업 현장 및 연구 현장에서는 이러한 PID 현상을 쉽게, 그리고 단기간에 발생시키기 위한 장치의 연구도 함께 이루어지고 있다.However, a long time is required for the PID phenomenon to occur, and therefore, research on devices for easily and short-term generation of the PID phenomenon is also being conducted in industrial sites and research sites.
본 발명의 일 실시예는 CIGS 태양광 모듈의 각각의 셀에 해당하는 CIGS 박막 태양전지 단위에서 PID 현상을 발생시킬 수 있는, CIGS 박막 태양전지에 대한 PID 발생 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An embodiment of the present invention aims to provide a PID generating device for a CIGS thin film solar cell capable of generating a PID phenomenon in a CIGS thin film solar cell unit corresponding to each cell of a CIGS solar module.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned are clearly to those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description below. can be understood
본 발명의 일측면에 따르면, CIGS 박막 태양전지; 상기 CIGS 박막 태양전지에서, 저면을 이루는 유리기판을 제외한 영역을 감싸도록 구성되는 메탈 포일; 및 상기 CIGS 박막 태양전지에 전압을 인가하도록 구성되는 전원공급부를 포함하는, CIGS 박막 태양전지에 대한 PID 발생 장치가 제공될 수 있다.According to one aspect of the present invention, a CIGS thin film solar cell; In the CIGS thin film solar cell, a metal foil configured to cover an area excluding the glass substrate constituting the bottom; and a power supply configured to apply a voltage to the CIGS thin film solar cell, the PID generating device for the CIGS thin film solar cell may be provided.
또한, 상기 메탈 포일은: 상기 CIGS 박막 태양전지에 포함된 전면전극과 후면전극을 단락시키도록 구성되는, CIGS 박막 태양전지에 대한 PID 발생 장치가 제공될 수 있다.In addition, the metal foil: A device for generating a PID for a CIGS thin film solar cell may be provided, configured to short-circuit the front electrode and the back electrode included in the CIGS thin film solar cell.
또한, 상기 메탈 포일은: 상기 CIGS 박막 태양전지에 포함된 투명전극이 외부 공기와 맞닿는 면을 감싸도록 구성되는, CIGS 박막 태양전지에 대한 PID 발생 장치가 제공될 수 있다.In addition, the metal foil: A PID generating device for a CIGS thin film solar cell may be provided, which is configured to surround a surface in which the transparent electrode included in the CIGS thin film solar cell is in contact with external air.
또한, 상기 전원공급부는: 상기 메탈 포일에 의해 단락된 상기 전면전극과 상기 후면전극에 음전위를 제공하고; 상기 유리기판에 양전위를 제공하도록 구성되는, CIGS 박막 태양전지에 대한 PID 발생 장치가 제공될 수 있다.In addition, the power supply unit: provides a negative potential to the front electrode and the rear electrode short-circuited by the metal foil; A PID generating device for a CIGS thin film solar cell, which is configured to provide a positive potential to the glass substrate, may be provided.
또한, 상기 메탈 포일에 상면에 제공되는 전면전도체; 및 상기 유리기판의 저면에 제공되는 후면전도체를 더 포함하는, CIGS 박막 태양전지에 대한 PID 발생 장치가 제공될 수 있다.In addition, a front conductor provided on the upper surface of the metal foil; and a back conductor provided on the bottom surface of the glass substrate, the PID generating device for the CIGS thin film solar cell may be provided.
또한, 상기 전원공급부는: 상기 전면전도체에 음전위를 제공하고; 상기 후면전도체에 양전위를 제공하도록 구성되는, CIGS 박막 태양전지에 대한 PID 발생 장치가 제공될 수 있다.In addition, the power supply unit: provides a negative potential to the front conductor; A PID generating device for a CIGS thin film solar cell, configured to provide a positive potential to the back conductor, may be provided.
본 발명의 일 실시예에 따른 CIGS 박막 태양전지에 대한 PID 발생 장치는, CIGS 태양광 모듈의 각각의 셀에 해당하는 CIGS 박막 태양전지 단위에서 PID 현상을 발생시킬 수 있다.The PID generating apparatus for a CIGS thin film solar cell according to an embodiment of the present invention may generate a PID phenomenon in a CIGS thin film solar cell unit corresponding to each cell of the CIGS solar module.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the effects obtainable in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description below. will be able
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PID 발생 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 PID 발생 장치의 정면도이다.
도 3a는 14일 동안 CIGS 태양광 모듈에서 PID 현상을 발생시켰을 때의 특성을 나타낸 그래프이다.
도 3b는 24시간 동안 PID 발생 장치를 이용하여 CIGS 박막 태양전지에 PID 현상을 발생시켰을 때의 특성을 나타낸 그래프이다.1 is a perspective view of a PID generating device according to an embodiment of the present invention.
2 is a front view of a PID generating apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 3a is a graph showing the characteristics when the PID phenomenon is generated in the CIGS solar module for 14 days.
Figure 3b is a graph showing the characteristics when the PID phenomenon is generated in the CIGS thin film solar cell using the PID generator for 24 hours.
본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Other advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only this embodiment serves to complete the disclosure of the present invention, and to obtain common knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the possessor of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.
만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적인 사전들에 의해 정의된 용어들은 관련된 기술 그리고/혹은 본 출원의 본문에 의미하는 것과 동일한 의미를 갖는 것으로 해석될 수 있고, 그리고 여기서 명확하게 정의된 표현이 아니더라도 개념화되거나 혹은 과도하게 형식적으로 해석되지 않을 것이다.Even if not defined, all terms (including technical or scientific terms) used herein have the same meaning as commonly accepted by common technology in the prior art to which this invention belongs. Terms defined by general dictionaries may be interpreted as having the same meaning as in the related description and/or in the text of the present application, and shall not be interpreted conceptually or excessively formally, even if not expressly defined herein. won't
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다' 및/또는 이 동사의 다양한 활용형들 예를 들어, '포함', '포함하는', '포함하고', '포함하며' 등은 언급된 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, the singular also includes the plural, unless specifically stated otherwise in the phrase. As used in the specification, 'comprise' and/or the various conjugations of this verb, eg, 'comprising', 'comprising', 'comprising', 'comprising', etc., refer to the stated composition, ingredient, component, Steps, acts and/or elements do not exclude the presence or addition of one or more other compositions, components, components, steps, acts and/or elements.
본 명세서에서 '및/또는' 이라는 용어는 나열된 구성들 각각 또는 이들의 다양한 조합을 가리킨다. 한편, 본 명세서 전체에서 사용되는 '~부', '~기', '~블록', '~모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다. 예를 들어 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미할 수 있다. 그렇지만 '~부', '~기', '~블록', '~모듈' 등이 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부', '~기', '~블록', '~모듈'은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 이하, 본 명세서의 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.As used herein, the term 'and/or' refers to each of the listed components or various combinations thereof. Meanwhile, terms such as '~ unit', '~ group', '~ block', and '~ module' used throughout this specification may mean a unit that processes at least one function or operation. For example, it can mean software, hardware components such as FPGAs or ASICs. However, '~ part', '~ group', '~ block', and '~ module' are not meant to be limited to software or hardware. '~ unit', '~ group', '~ block', and '~ module' may be configured to be in an addressable storage medium or configured to regenerate one or more processors. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings of the present specification.
태양광 발전에서는 CIGS 박막 태양전지(100)를 직렬 연결하여 CIGS 태양광 모듈을 구성하며, 산업 현장에서는 이러한 CIGS 태양광 모듈을 설치하여 태양광 발전을 수행한다.In photovoltaic power generation, CIGS thin film
PID 현상은 태양관 모듈의 접지 상태의 외부 프레임 대비 내부 모듈(또는 내부의 각각의 셀)에 전위차가 발생할 때 출력이 저하되는 현상을 말한다.The PID phenomenon refers to a phenomenon in which the output is lowered when a potential difference occurs in the inner module (or each cell within) compared to the outer frame in the ground state of the solar module.
CIGS 태양광 모듈의 경우에도 일반적인 태양광 모듈과 마찬가지로 PID 현상이 발생하는데, 모듈 단위에서는 PID 현상 관찰을 위해 긴 시간이 소요되기에 PID 현상을 연구하기 위해 CIGS 태양광 모듈에 PID 현상을 인위적으로 발생시킬 때 역시 긴 시간이 소요된다.In the case of CIGS photovoltaic modules, PID phenomenon occurs like general photovoltaic modules. In module unit, it takes a long time to observe the PID phenomenon, so to study the PID phenomenon, the PID phenomenon is artificially generated in the CIGS photovoltaic module. It also takes a long time to do.
또한, CIGS 태양광 모듈에서 PID 현상이 발생했을 경우, CIGS 태양광 모듈에 포함된 각각의 셀에 해당하는 각각의 CIGS 박막 태양전지(100) 중 어느 곳에서 PID 현상이 일어나는지 쉽게 알 수 없는 문제 역시 동반한다.In addition, when the PID phenomenon occurs in the CIGS solar module, it is difficult to know where the PID phenomenon occurs in each of the CIGS thin film
상술한 문제점들을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 모듈 단위로 PID 현상을 일으키는 것이 아닌, 셀 단위인 각각의 CIGS 박막 태양전지(100)에 PID 현상을 발생시킬 수 있는 PID 발생 장치(10)를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PID 발생 장치(10)의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 PID 발생 장치(10)의 정면도이다.1 is a perspective view of a
도 1 및 도 2를 참조하면, PID 발생 장치(10)는 CIGS 박막 태양전지(100), 메탈 포일(200) 및 전원공급부(300)를 포함할 수 있다.1 and 2 , the
일반적으로 CIGS 박막 태양전지(100)는 유리기판(160) 상에 구리, 인듐, 갈륨, 셀레늄의 화합물로 이루어진 CIGS층(140)이 적층된 차세대 전지를 말한다.In general, the CIGS thin film
이러한 CIGS 박막 태양전지(100)는 일반적으로 유리기판(160) 위에 후면전극(150), CIGS층(140), 버퍼층(130), 투명전극(120) 및 전면전극(110)이 차례로 적층된 형태로 구성된다.The CIGS thin film
이 중 가장 중요한 요소는 빛을 흡수하는 CIGS층(140)이며, 이러한 CIGS층(140)은 구리(Cu), 인듐(In), 갈륨(Ga) 및 셀레늄(Se)의 화합물로 이루어진다.The most important element among these is the
CIGS층(140) 다음으로 중요한 역할을 하는 것은 버퍼층(130)이다. CIGS층(140)층은 표면이 고르지 못하기 때문에 소자를 안정적으로 하기 위해서는 표면을 모두 덮을 수 있는 버퍼층(130)을 적용하였다.The
기판으로는 유리, 스텐레스 스틸 포일, 타이타늄 포일, 폴리머(polyimide; PI) 등 다양한 소재가 사용된다. 가장 일반적으로 소다라임 유리기판이 사용되고 있는데 그 이유는 유리에 함유되어 있는 나트륨(Na)이 CIGS의 다결정 결정립을 크게 하고 이 때문에 전환효율이 향상하기 때문이다. 본 발명에서는 이러한 기판 중 유리기판(160)을 적용하고 있으나, 이외 상기 다양한 소재의 기판 역시 적용될 수 있다.As the substrate, various materials such as glass, stainless steel foil, titanium foil, and polyimide (PI) are used. The most commonly used soda lime glass substrate is because the sodium (Na) contained in the glass enlarges the polycrystalline grains of CIGS, which improves the conversion efficiency. In the present invention, the
후면전극(150)은 예를 들어 몰리브데늄(Mo) 전극이 적용될 수 있다. Mo는 다른 어떤 소재보다 유리기판(160)과의 열팽창계수가 비슷하며, 부착성과 전기 전도도를 동시에 만족시켜주는 소재로 알려져 있다.The
투명전극(120)은 예를 들어 I-ZnO/Al:ZnO가 TCO 전극으로 적용될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않는 다른 소재 역시 적용 가능하다.The
비록 도면 상에는 금속으로 이루어진 전면전극(110)이 별도로 도시되어 있으나, 경우에 따라 생략하는 것 역시 가능하다.Although the
PID 현상은 CIGS 박막 태양전지(100)의 양 단 전극에 음전위가 가해졌을 때 발생하는 것으로 알려져 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 PID 발생 장치(10)에서는 CIGS 박막 태양전지(100)에 메탈 포일(200)을 적용시킨 후, 전원공급부(300)를 통해 메탈 포일(200)에 음전위를 공급함으로써 CIGS 박막 태양전지(100)의 양 단 전극에 음전위를 가하여 PID 현상을 일으키도록 구성된다.The PID phenomenon is known to occur when a negative potential is applied to both ends of the CIGS thin film
보다 상세히 말하면, 이때 메탈 포일(200)은 CIGS 박막 태양전지(100)의 저면을 이루는 유리기판(160)을 제외한, CIGS 박막 태양전지(100)의 전 영역을 감싸도록 구성될 수 있다.More specifically, in this case, the
즉, 메탈 포일(200)은 CIGS 박막 태양전지(100)에서 유리기판(160)이 차지하는 영역을 제외한 모든 표면을 감싸도록 구성되며, 이를 통해 CIGS 박막 태양전지(100)에 포함된 전면전극(110)과 후면전극(150)을 단락시키도록 구성될 수 있다.That is, the
전원공급부(300)는 메탈 포일(200)에 의해 단락된 전면전극(110)과 후면전극(150)에 음전위를 제공하고, 유리기판(160)에는 양전위를 제공하도록 구성될 수 있다.The
즉, CIGS 박막 태양전지(100)에 대한 PID 현상은 전원공급부(300)에서 제공되는 전압에 의해 발생된다.That is, the PID phenomenon for the CIGS thin film
보다 상세히 말하면, 전원공급부(300)를 통해 CIGS 박막 태양전지(100)의 전면전극(110)과 후면전극(150) 양 단에 음전위를 제공함으로써, CIGS 박막 태양전지(100)에 PID 현상을 발생시킬 수 있다.More specifically, by providing a negative potential to both ends of the
CIGS 박막 태양전지(100)에 포함된 투명전극(120)이 습기에 노출될 경우, CIGS 박막 태양전지(100)에는 급격한 PID 현상이 발생할 수 있다. 따라서, 이러한 급격한 PID 현상을 방지하기 위해서는 투명전극(120)과 외부 기체와의 접촉을 차단해야 한다.When the
다시 도 1 및 도 2를 살펴보면, 전면전극(110)과 후면전극(150)을 단락시키도록 구성되는 메탈 포일(200)은 투명전극(120)을 감싸도록 구성되며, 이에 따라 투명전극(120)과 외부 기체와의 접촉을 차단하는 역할을 동시에 수행할 수 있다.Referring back to FIGS. 1 and 2 , the
즉, 이러한 메탈 포일(200)의 형상을 통해 보다 안정적인 상태에서 PID 현상을 일으킬 수 있다.That is, the PID phenomenon may be caused in a more stable state through the shape of the
본 발명의 다른 실시예에 따른 PID 발생 장치(10)는 전면전도체(400)와 후면전도체(500)를 더 포함할 수 있다.The
전면전도체(400)는 메탈 포일(200)의 상면에 제공되며, 후면전도체(500)는 유리기판(160)의 저면에 제공될 수 있다.The
이 경우, 전원공급부(300)는 전면전도체(400)에 음전위를 제공하고, 후면전도체(500)에 양전위를 제공할 수 있다.In this case, the
전면전도체(400)에 제공된 음전위는 메탈 포일(200), 전면전극(110) 및 후면전극(150)에 동일하게 전달되므로 CIGS 박막 태양전지(100)에 PID 현상을 일으키는데 문제가 없으며, 메탈 포일(200)에 수직 방향으로 힘을 가할 수 있는 전면전도체(400)에 의해 메탈 포일(200)이 들뜨는 것 역시 예방할 수 있다.Since the negative potential provided to the
이때, 후면전도체(500)에 제공된 양전위는 유리기판(160)에 전달될 수 있다.In this case, the positive potential provided to the
도 3a는 14일 동안 CIGS 태양광 모듈에서 PID 현상을 발생시켰을 때의 특성을 나타낸 그래프이고, 도 3b는 24시간 동안 PID 발생 장치(10)를 이용하여 CIGS 박막 태양전지(100)에 PID 현상을 발생시켰을 때의 특성을 나타낸 그래프이다.Figure 3a is a graph showing the characteristics when the PID phenomenon is generated in the CIGS solar module for 14 days, Figure 3b is a PID phenomenon in the CIGS thin film
도 3a 및 도 3b를 참조하면, Voc는 개방 회로 전압, Isc는 단락 전류, FF는 충진율, Eff는 효율을 나타낸다. 도 3을 살펴보면, 열화 정도의 차이는 있으나, Voc와 FF의 감소로 인한 효율 저하가 일어나는 열화 경향은 유사함을 알 수 있다.3A and 3B , Voc denotes an open circuit voltage, Isc denotes a short circuit current, FF denotes a filling factor, and Eff denotes efficiency. Referring to FIG. 3 , although there is a difference in the degree of deterioration, it can be seen that the deterioration tendency in which the efficiency decreases due to the reduction of Voc and FF is similar.
도 3a의 모듈 단위에서의 PID 실험에서는 14일의 실험 기간이 소요되었으나, 도 3b의 셀(CIGS 박막 태양전지(100)) 단위의 PID 실험에서는 24시간이 실험 기간이 소요되었다.The PID experiment in the module unit of FIG. 3A took 14 days, but the PID experiment in the cell (CIGS thin film solar cell 100) unit of FIG. 3B took 24 hours.
즉, 모듈 단위의 PID 실험이 아닌, PID 발생 장치(10)를 이용한 셀 단위의 PID 실험을 진행할 경우, 모듈 단위와 그 경열화 경향은 유사하되, 그 기간은 훨씬 감소되었음을 확인할 수 있다. 또한, 각각의 셀 단위로 PID 실험을 진행할 수 있기에 각각의 셀에서 발생하는 PID 현상을 보다 용이하게 관찰할 수 있다.That is, when the PID experiment of the cell unit using the
이상에서 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 위 실시예는 단지 본 발명의 사상을 설명하기 위한 것으로 이에 한정되지 않는다. 통상의 기술자는 전술한 실시예에 다양한 변형이 가해질 수 있음을 이해할 것이다. 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위의 해석을 통해서만 정해진다.Although the present invention has been described by way of examples above, the above examples are merely for explaining the spirit of the present invention and are not limited thereto. Those skilled in the art will understand that various modifications may be made to the above-described embodiments. The scope of the present invention is determined only through interpretation of the appended claims.
10 PID 발생 장치
100 CIGS 박막 태양전지
110 전면전극
120 투명전극
130 버퍼층
140 CIGS층
150 후면전극
160 유리기판
200 메탈 포일
300 전원공급부
400 전면전도체
500 후면전도체10 PID generator
100 CIGS thin film solar cell
110 front electrode
120 transparent electrode
130 buffer layer
140 CIGS layer
150 back electrode
160 glass substrate
200 metal foil
300 power supply
400 front conductor
500 back conductor
Claims (6)
상기 CIGS 박막 태양전지에서, 저면을 이루는 유리기판을 제외한 영역을 감싸도록 구성되는 메탈 포일; 및
상기 CIGS 박막 태양전지에 전압을 인가하도록 구성되는 전원공급부를 포함하는
CIGS 박막 태양전지에 대한 PID 발생 장치.CIGS thin film solar cell;
In the CIGS thin film solar cell, a metal foil configured to cover an area excluding the glass substrate constituting the bottom; and
Comprising a power supply configured to apply a voltage to the CIGS thin film solar cell
PID generator for CIGS thin film solar cells.
상기 메탈 포일은:
상기 CIGS 박막 태양전지에 포함된 전면전극과 후면전극을 단락시키도록 구성되는
CIGS 박막 태양전지에 대한 PID 발생 장치.According to claim 1,
The metal foil is:
configured to short-circuit the front electrode and the rear electrode included in the CIGS thin film solar cell
PID generator for CIGS thin film solar cells.
상기 메탈 포일은:
상기 CIGS 박막 태양전지에 포함된 투명전극이 외부 공기와 맞닿는 면을 감싸도록 구성되는
CIGS 박막 태양전지에 대한 PID 발생 장치.3. The method of claim 2,
The metal foil is:
The transparent electrode included in the CIGS thin film solar cell is configured to surround the surface in contact with external air.
PID generator for CIGS thin film solar cells.
상기 전원공급부는:
상기 메탈 포일에 의해 단락된 상기 전면전극과 상기 후면전극에 음전위를 제공하고;
상기 유리기판에 양전위를 제공하도록 구성되는
CIGS 박막 태양전지에 대한 PID 발생 장치.4. The method of claim 3,
The power supply unit:
providing a negative potential to the front electrode and the rear electrode shorted by the metal foil;
configured to provide a positive potential to the glass substrate
PID generator for CIGS thin film solar cells.
상기 메탈 포일에 상면에 제공되는 전면전도체; 및
상기 유리기판의 저면에 제공되는 후면전도체를 더 포함하는
CIGS 박막 태양전지에 대한 PID 발생 장치.5. The method of claim 4,
a front conductor provided on an upper surface of the metal foil; and
Further comprising a back conductor provided on the bottom surface of the glass substrate
PID generator for CIGS thin film solar cells.
상기 전원공급부는:
상기 전면전도체에 음전위를 제공하고;
상기 후면전도체에 양전위를 제공하도록 구성되는
CIGS 박막 태양전지에 대한 PID 발생 장치.6. The method of claim 5,
The power supply unit:
providing a negative potential to the front conductor;
configured to provide a positive potential to the back conductor
PID generator for CIGS thin film solar cells.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210052122A KR102590418B1 (en) | 2021-04-22 | 2021-04-22 | Pid generator for cigs thin-film solar cell |
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| KR20220145503A true KR20220145503A (en) | 2022-10-31 |
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20170023428A (en) * | 2015-08-24 | 2017-03-06 | 전자부품연구원 | Test method of potential induced degradation of solar cell |
| KR101831048B1 (en) | 2016-03-25 | 2018-02-21 | 전자부품연구원 | Sheet for test of potential induced degradation of solar cell and manufacturing method thereof |
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2021
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Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Boulhidja, Sofiane, et al. "Experimental evidence of PID effect on CIGS photovoltaic modules." Energies 13.3 (2020): 537. 1부.* * |
| Lausch, Dominik, et al. "Potential-induced degradation (PID): Introduction of a novel test approach and explanation of increased depletion region recombination." IEEE journal of photovoltaics 4.3 (2014): 834-840. 1부.* * |
Also Published As
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|---|---|
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