열충격 시험을 통한 태양전지 특성에 관한 연구

A Study on The Characteristics of Solar Cell by Thermal Shock test

본 연구에서는 열충격 시험을 통하여 Cell 레벨에서의 효율저하 특성을 분석하였다. 열충격 시험은 PV모듈의 시험 규격인 KS C IEC-61215를 이용하여 보다 가혹한 조건인 $-40^{\circ}C$에서 $120^{\circ}C$의 조건으로 500사이클을 수행하였다. I-V 측정을 통하여 효율을 분석한 결과, 열충격 시험 전 13.9%에서 열충격 시험 후 11.0%로 효율이 저하 됐으며, 감소율은 20.9%로 나타났다. EL촬영을 통해 표면을 분석한 결과 Ribbon접합부 및 Gridfinger의 손상으로 확인 됐으며, 보다 정확한 효율 저하의 원인을 분석하기 위해 단면분석을 실시한 결과, 표면손상으로 확인 되었던 위치의 Cell 내부에서도 Crack을 확인할 수 있었다. 또한, FF(Fill Factor)값을 분석한 결과 열충격 시험 전 72.3%에서 시험 후 62.0%로 11.8%의 감소율을 보였다. 따라서, 경년 시 나타나는 효율저하는 I-V 특성 곡선의 변화에 따라 병렬저항($R_{SH}$)이 감소하여 Cell자체의 소모전력 증가 및 표면 손상, Cell 내부의 Crack에 기인하여 가속된다고 판단된다.

In this study, The report analysed the characteristics of power drop in solar cell through thermal shock test. The solar cells were tested 500 cycles in $-40^{\circ}C$ lowest temperature and $120^{\circ}C$ highest temperature by thermal shock test on ironbound conditions, that excerpted standard of PV Module(KS C IEC-61215). The result of the efficiency analysis through measure of I-V, efficiency of Cell decreased from 13.9% to 11.0% and decreasing rate was 20.9% after test. The result of the surface analysis through EL, solar cell has damage of gridfinger and ribbon joint. Cell cracks were founded in damage of cells through cross section of solar cells. Also, Fill factors were decreased from 72.3% to 62.0% after thermal shock test and decreasing rate is 11.8%. therefore, Yearly power drop is aggravated with facts that cell crack, damage of surface and power loss of cell by change of I-V characteristic curve with decreasing of parallel resistance.