태양광 분야에서 태양전지 기술은 태양광 변환 효율뿐만 아니라 제조 비용을 직접적으로 결정하는 것과 관련하여 항상 모듈 성능에 결정적인 요소입니다.

현재 연구가 계속 발전함에 따라 PERC 셀, TOPCon 셀, HJT 셀, BC 셀 및 페로브스카이트 셀의 5가지 주류 기술이 점점 더 중요성을 보여주고 있습니다. 각 유형의 배터리 기술에는 고유한 특성과 잠재적인 시장 가치가 있습니다.

PERC 셀

PERC(Passivated Emitter and Rear Cell) 셀은 고효율 유형의 P형 셀입니다. 다른 유형의 셀에 비해 생산 공정이 더욱 간소화되어 비용 관리가 뛰어납니다. 이들은 주로 BSF(Back Surface Field) 및 PERC 기술 경로를 사용합니다.

PERC 셀의 대량 생산 전환 효율은 이론 한계인 24.5%에 가까운 23.5%에 도달했습니다.

이 셀의 핵심 기술은 PECVD(플라즈마 강화 화학 기상 증착) 및 ALD(원자층 증착) 장비를 포함한 핵심 장비를 사용하여 박막 증착 공정을 통해 달성되는 패시베이션 필름을 제조하는 데 있습니다.

TOPCon 셀

TOPCon(Tunnel Oxide Passivated Contact) 셀은 N형 실리콘 웨이퍼 뒷면에 초박막 산화실리콘층과 다결정 실리콘막을 증착해 후면 패시베이션을 구현함으로써 셀의 개방전압과 전반적인 변환 효율을 향상시키는 기술이다.

TOPCon 셀의 대량 생산 변환 효율은 24%를 넘어섰으며 이론 효율 한계는 최대 28.7%입니다.

업계에서는 LP 이중 주입, 레이저 SE 처리, 레이저 보조 소결, 폴리실리콘 층 최적화, 미세 라인 서브 게이트 기술 등 성능을 향상시키기 위한 새로운 기술을 적극적으로 탐색하고 있습니다. 0BB(제로 부스바), 양면 폴리, TBC(Tunnel Oxide Passivated Contact with Back Contact), 페로브스카이트 탠덤 레이어와 같은 첨단 기술의 통합으로 TOPCon 셀 효율성은 다음과 같은 새로운 수준에 도달할 것으로 예상됩니다. 2030년까지 N형 태양전지의 경우 56%.

HJT/HIT 세포

HIT(Heterojunction with Intrinsic Thin layer) 셀은 1990년 일본 산요(Sanyo)에서 처음 개발되었습니다. 높은 효율과 독특한 구조로 인해 많은 주목을 받았지만 "HIT"라는 용어가 상표로 등록되어 HJT의 사용 범위가 더욱 넓어졌습니다. (이종접합) 또는 SHJ(실리콘 이종접합)는 이러한 셀을 설명합니다. HJT 세포 N형 실리콘 웨이퍼에 비정질 실리콘 증착 기술을 사용하여 이종접합 보호층을 형성함으로써 개방 회로 전압과 변환 효율을 크게 향상시킵니다.

HJT 셀의 대량 생산 효율은 24.53%에 도달했으며, 실험실 효율은 29.52%로 기록적인 수준입니다.

장점으로는 높은 개방 회로 전압, 낮은 전력 저하, 저온 계수에서 안정적인 전력 출력, 박형화 및 양면 발전을 지원하는 구조적 대칭성, 비교적 간단한 생산 공정 등이 있습니다. HJT 전지의 박막 증착 공정은 IBC(Interdigitated Back Contact) 및 페로브스카이트 전지와의 통합에 상당한 잠재력을 제공하지만, 높은 장비 및 재료 비용과 기술 장벽으로 인해 상용화에는 여전히 어려움이 남아 있습니다.

BC 세포

BC(Back Contact) 기술은 PERC, TOPCon 및 HJT 기술과 결합하여 광전지의 전반적인 효율을 크게 향상시킬 수 있는 다용도의 효율적인 플랫폼입니다. 예를 들어 TOPCon 기술과 결합하면 TBC(TOPCon with Back Contact) 셀이 생성되고, HJT 기술과 결합하면 HBC 셀이 생성됩니다.

BC 셀의 이론적 변환 효율은 29.1%에 도달하여 광전지 시스템 성능을 향상시키는 잠재력을 입증했습니다.

BC 셀은 높은 기술 전문성이 요구되는 설계 및 제조 공정의 어려움에도 불구하고 향후 5~6년에 걸쳐 결정질 실리콘 셀 분야의 주요 기술로서 TOPCon 셀을 점차적으로 대체할 것으로 예상됩니다. Astronergy의 ABC 화이트홀, LONGi Green Energy의 HI-MO 6 등 BC 셀 기술을 사용하는 제품은 글로벌 부품 순위에서 상당한 효율성 이점을 보여주었습니다.

페로브스카이트 세포

페로브스카이트 셀은 차세대 광전지의 주요 방향을 제시하며, 페로브스카이트 구조의 물질을 광흡수층으로 사용하는 3세대 박막셀의 주력 제품이다. 단일 접합 및 탠덤 유형을 포함하는 이러한 셀은 높은 에너지 변환 효율, 저렴한 비용, 경량 및 유연성으로 유명합니다.

페로브스카이트 전지는 아직 산업화 초기 단계에 있다. 이론적 전환 효율은 26.1%에 이르렀으며, 완전 페로브스카이트 탠덤 셀은 최대 44%의 이론적 효율을 달성했습니다.

LONGi Green Energy가 독자적으로 개발한 실리콘-페로브스카이트 탠덤 전지는 해당 전지 분야에서 전 세계적으로 가장 높은 33.9%의 효율을 기록했습니다.