실리콘잉크의 제조와 태양전지에의 응용

목차

1. 서론
3. 실리콘 잉크의 제조

본문내용

1. 서론
최근 수년간 에너지 문제와 환경문제가 결합되고 증대되면서 이의 해결 수단인 대체 에너지는 이 문제의 해결 수단으로 떠오르고 있다. 대체 에너지는 풍력, 지열, 연료전지, 파력 등이 존재한다. 그 중에서도 태양광 에너지는 신재생 에너지중 가장 빠르게 성장 중이며 ‘14년에는 시장 규모가 900억 달러에 달할 것으로 전망되고 ’20년에는 세계 전력생산의 약 9%를 차지할 전망이다.
지금까지 사용되어온 태양전지는 실리콘 단결정 혹은 다결정을 이용해 만든 태양전지이다. 이러한 태양전지는 가정용 전기요금에 비하면 원가가 높다는 문제를 안고 있다. 지표상에 존재하는 실리콘은 많으나 실리콘을 단결정으로 제조할 때 단가가 비싸지기 때문에 실리콘 단결정의 사용을 최소화하려는 노력이 계속되고 있다. 실리콘 잉크를 이용하여 태양전지의 박막을 만드는 것은 이러한 맥락에서의 연구이다. 따라서 실리콘 잉크를 이용한 방식은 지금까지의 방식이 고체 혹은 기체방식을 이용하여 태양전지를 제조한 것과 비교할 때 적은 양의 실리콘 단결정을 사용하고 전력 효율을 높여주기 때문에 원가 절감에 크게 일조한다.
다음에서는 실리콘 잉크가 어떻게 제조되고, 어떤 과정을 통하여 태양전지판에 적용되는지를 알아볼 것이다.

2. 실리콘 잉크
실리콘 잉크는 용매에 실리콘을 포함한 입자가 녹아있거나 콜로이드 상태로 존재하는 것을 말한다. 그 예로는 실리콘 나노입자를 균등하게 분배시켜 콜로이드 상태로 만든 것이나 폴리실레인을 용매에 녹여 사용하는 것, 액상 방법에 의해 Si전구체를 합성한 후 단일벽 탄소나노튜브 또는 그래핀 나노리본을 첨가하여 만드는 방법 등이 있다.

3. 실리콘 잉크의 제조
실리콘 잉크를 아래에 기술된 방법 이외에도 이와 상이한 방법으로 만들 수는 있지만 여기서는 태양전지에 적용 가능한 실리콘 잉크의 제조법 몇 가지를 소개하려 한다.

참고 자료

외교통상부, 태양광 발전 산업 전망 보고서(2012.03.30.)
국내공개특허 10-2011-0130065 실리콘 잉크의 제조 방법 및 이를 이용한 실리콘 태양전지
국내공개특허 10-2012-0093892 박막 태양전지 제조용 실리콘 잉크, 이의 제조방법, 및 태양 전지 구조
미국공개특허 20110120537 SILICON INKS FOR THIN FILM SOLAR CELL FORMATION, CORRESPONDING METHODS AND SOLAR CELL STRUCTURES
http://www2.dupont.com/Photovoltaics/en_US/assets/downloads/pdf/Innovalight_brochure.pdf
http://www2.dupont.com/Photovoltaics/en_US/products_services/silicon_inks/silicon_inks.html