태양광 패널의 제조 공정은 복잡하고 정확합니다. 관련된 주요 단계에 대한 간략한 개요는 다음과 같습니다.
1. 실리콘 웨이퍼 준비: 태양광 패널의 주요 재료는 실리콘입니다. 먼저, 규소광석에서 고순도의 규소를 추출한 후 제련 등의 정제 과정을 거쳐 다결정 또는 단결정 규소로 변환합니다. 그 후, 실리콘 블록은 톱질 기술을 사용하여 슬라이스되어 원하는 크기의 얇은 웨이퍼를 형성합니다.
2. 표면 처리: 태양광 패널의 광 흡수 효율을 높이려면 실리콘 웨이퍼 표면을 처리해야 합니다. 이 단계에는 불순물을 제거하고 반사율을 높이며 빛을 가두는 표면적을 더 크게 만드는 작업이 포함됩니다. 일반적인 표면 처리 방법에는 화학적 에칭, 스퍼터링 증착 및 나노구조 제작이 포함됩니다.
3. 패시베이션 층 증착: 패시베이션 층은 일반적으로 산화알루미늄이나 이산화티타늄과 같은 재료로 만들어진 실리콘 웨이퍼 위에 코팅됩니다. 이 층은 캐리어 분리를 개선하고 반사 손실을 줄이는 데 도움이 됩니다.
4. 접촉 전극의 제조: 금속 전극은 일반적으로 알루미늄이나 은과 같은 전도성 재료를 사용하여 실리콘 웨이퍼의 양극과 음극 모두에 형성됩니다. 이러한 금속은 증발, 인쇄 또는 기타 방법과 같은 기술을 통해 실리콘 표면에 증착됩니다.
5.캡슐화 및 적층: 준비된 태양전지 칩을 캡슐화하고 적층하여 환경적, 기계적 손상으로부터 보호합니다. 일반적인 캡슐화 재료에는 폴리머와 유리가 포함됩니다.
6. 테스트 및 품질 관리: 제조된 태양광 패널에 대해 엄격한 테스트 및 품질 관리가 수행됩니다. 여기에는 성능 테스트, 신뢰성 테스트, 육안 검사가 포함됩니다. 위의 단계는 태양광 패널의 기본 제조 공정을 간략하게 설명합니다. 실제 생산 과정에서 추가적인 세부 단계와 기술 개선이 있을 수 있습니다. 제조업체와 기술 경로는 다양할 수 있지만 일반적으로 이러한 단계는 태양광 패널의 핵심 제조 공정을 구성합니다.
7. 공정 경로 분류: 태양광 패널의 제조 공정 경로는 다양합니다.
다음은 몇 가지 일반적인 프로세스 경로입니다.
1.결정질 실리콘(Crystalline Silicon) 공정: 결정질 실리콘은 태양광 패널에 가장 일반적으로 사용되는 재료 중 하나입니다. 이 공정은 다결정 또는 단결정 실리콘을 기본 재료로 사용하고 절단, 세척, 웨이퍼 준비, 표면 처리, 확산 및 금속화와 같은 단계를 거쳐 셀을 제조합니다.
2.박막 태양전지(Thin-Film Solar Cells) 공정: 박막 태양전지는 비결정성 실리콘, 구리 인듐 갈륨 셀렌화물(CIGS) 또는 페로브스카이트를 활용하여 박막층을 생성합니다. 결정질 실리콘 공정에 비해 이 방법은 생산 공정이 더 간단하고 비용 효율적입니다.
3.유기태양전지(Organic Solar Cells) 공정: 유기태양전지는 고분자나 저분자 유기화합물 등의 유기반도체를 유연한 기판과 프린팅 기술을 통해 제조한 것이다. 이 프로세스는 경량 유연성과 저렴한 비용이라는 이점을 제공합니다.
페로브스카이트 태양전지(Perovskite Solar Cells) 공정: 페로브스카이트 태양전지는 페로브스카이트 구조의 물질을 사용해 박막층을 형성하는 등 최근 급속도로 발전하는 신기술이다. 이 프로세스는 안정성이 여전히 더 개선되어야 하지만 높은 효율성과 낮은 비용을 보장합니다.
각 프로세스 경로에는 고유한 특성과 적용 분야가 있으며 다양한 제조 프로세스는 다양한 요구 사항을 충족합니다. 기술이 계속해서 발전함에 따라 태양광 패널 제조 공정도 진화하고 혁신하고 있습니다.
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