
Korea Institute of Energy Research
한국에너지기술연구원 (KIER)
광 변환형 Q.D.를 활용한 고출력 태양광 모듈 전면유리
태양광모듈 전면 유리 안쪽에 양자점을 코팅해, 버려지던 자외선을 가시광선으로 바꿔 모듈 출력을 높이는 소재·공정 기술
기술의 개요
태양광모듈 전면 유리의 안쪽 면에 무기 InP/ZnS 양자점(Q.D.)을 코팅하여, 태양전지가 발전에 쓰지 못하는 자외선을 가시광선으로 바꿔(Down Conversion) 모듈 출력을 끌어올리는 소재·공정 기술
태양전지 셀 구조를 바꾸지 않고 유리 기판만 교체하는 방식이므로 기존 모듈 생산라인에 그대로 적용할 수 있으며, 프리미엄 고출력 제품군 출시를 통한 소재 기업의 수익구조 개선을 지향
무기 Q.D.를 고분자 매트릭스에 균일 분산시킨 용액을 전면 유리 내면에 스프레이 코팅하여, 자외선을 가시광선으로 변환하는 광변환층을 형성하고 그대로 모듈 라미네이션 공정에 투입

기술의 구성
무기 InP/ZnS 코어-쉘 양자점을 고분자 매트릭스 안에 응집·침전 없이 분산·안정화하는 용액 제조 기술 (발광 파장 반치폭 FWHM 40 nm 이하, 분산 안정성 PDI 0.15 이하 목표)
대면적 유리 기판 내면에 EHD 스프레이 방식으로 정밀 코팅하는 공정 기술 (막 두께 100 µm 이하, 두께 균일도 10% 이내 목표)
Q.D. 적용 유리를 사용한 태양광모듈 제작 및 출력 상승률·장기 내구성 검증 기술 (봉지재 EVA·POE·EPE와의 혼화성 및 라미네이션 공정 적합성 검증 포함)
셀 구조 변경 없이 유리 기판 교체만으로 출력을 높이므로 기존 양산 라인에 대한 설비 투자 부담이 작음
기술의 비교 우위성
기존기술 | 본기술 |
모듈 출력 향상이 주로 태양전지 셀 구조·전극 개선에 의존해 왔으며, 개선 여지가 좁아지고 있음 | 전면 유리 내면 코팅이라는 신규 접근으로 출력을 높이며, 셀 구조 변경 없이 기존 생산라인에 적용 가능함 |
유기 Q.D. 봉지재 필름은 수분·산소에 대한 내구성이 부족하여 옥외 장기 성능 안정성 확보가 어려움 | 내열성·내습성·광화학적 안정성이 우수한 무기 InP/ZnS Q.D.를 사용하며, 저독성·환경친화성 측면에서도 유리함 |
자외선은 태양전지 발전에 기여하지 못하고 버려지며, 자외선에 취약한 이종접합(HJT) 모듈에서는 오히려 부담이 됨 | 자외선을 가시광선으로 변환해 발전에 활용하므로, 자외선에 상대적으로 취약한 고출력 HJT 모듈에서 수혜가 가장 클 것으로 예상됨 |
기술 적용처
| 응용분야 | 적용제품 |
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TRL 단계
- 1
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- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
TRL 3~4
실험실 규모에서 소재·공정의 기본 성능을 확인하는 단계
