기술 목록으로
광 변환형 Q.D.를 활용한 고출력 태양광 모듈 전면유리

Korea Institute of Energy Research

한국에너지기술연구원 (KIER)

재생에너지

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

기술이전 문의
CATEGORY재생에너지

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

image.png

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

응용분야적용제품
  • 고출력 결정질 실리콘 태양광모듈 전면 유리
  • 자외선에 취약한 이종접합(HJT)·탠덤 모듈
  • 건물일체형 태양광(BIPV) 컬러 유리
  • 태양광모듈용 Q.D. 코팅 전면 유리
  • Q.D. 분산 고분자 매트릭스 용액
  • 프리미엄 고출력 태양광모듈

TRL 단계

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
  5. 5
  6. 6
  7. 7
  8. 8
  9. 9
기초연구 (1~3)실험·시작품 (4~6)실용화·사업화 (7~9)

TRL 3~4

실험실 규모에서 소재·공정의 기본 성능을 확인하는 단계

# 양자점# 태양광모듈# 광변환# 전면유리# InP/ZnS# 스프레이 코팅
기술문의