A Study on Mirror Surface Manufacturing Process for Solar Cell

태양전지용 경면 제조 공정에 대한 연구

The cost of material and slicing of silicon wafer occupied more than 30% of solar cell manufacturing cost. The substitution of silicon wafer into STS 304 stainless steel could be the promising solution to decrease the material cost. Moreover the stainless steel solar cell could have the advantage of low weight and durability. However, the highly polished surface is required to meet the characteristic of solar cell. The electropolishing process in phosphoric acid based solution was used to get the surface quality. The obtained result was 28 nm obtained in current density of 2Amfi/$cm^2$ at $80^{\circ}C$. The leveller effect of glycerine, ethylene glycol and propylen glycol was studied. When the 0.4 g/l of ethylene glycol was added to the electrolyte, the surface roughness was best, 15 nm.

태양전지에 소모되는 비용중의 30% 이상이 silicon 기판의 가공 및 silicon자체의 비용이다. 본 연구에서는 이러한 비운을 절감하기 위해 silicon기판대신 STS 304를 사용하고자 한다. STS 304를 태양전지용 기판으로 사용하기 위해서는 고도천 연마된 표면을 필수조건으로 하기 때문에 STS 304에 전해연마를 실시하여 AFM으로 표면의 거칠기를 살펴보았다 또 한, 표면 조도의 향상을 위해 최적의 연마조건에서 leveller를 첨가하였다. 인산($H_3PO_4$)을 기본으로 한 전해연마액에 2A의 전류와 극간거리 0.7cm의 조건하에서 STS 304의 최적 전해연마조건을 찾기 위해 전해액의 온도는 $80^{\circ}C{\sim}120^{\circ}C$, 연마시간은 3~2분간 전해연마를 실시하였다. 그 결과 2A/$cm^2$, $80^{\circ}C$, 10분에서 27.9nm의 표면조도를 보였으며, leveller로 사용된 glycerine, ethylene glycol, propylene glycol의 영향을 연구하였다. Leveller 중에서는 ethylene glycol을 0.4g/l 첨가하였을 때 표면조도가 약 15nm로서 그 효과가 가장 좋았다.