본 과제는 차세대 고효율 태양전지로 주목받는 100MW급 n형 이종접합 결정질 실리콘 태양전지의 핵심 공정장비 기술을 개발하는 연구임. n형 이종접합 태양전지는 기존 태양전지보다 효율이 높고 안정성이 우수하여 미래 에너지 산업에 중요한 역할을 할 것으로 기대됨. 연구 목표는 pin 증착장비의 생산성을 향상(균일도≤5%, ≥3000매/시간, 파손율≤1%)시키고, n형 이종접합 결정질 실리콘 태양전지의 변환효율을 22% 이상으로 높이는 데 있음. 또한 비용 절감을 위한 CI(Cost Innovation) 달성 및 시작품의 양산성, 신뢰성 평가를 포함함. 핵심 연구 내용은 pin 증착장비의 시스템 최적화 및 소프트웨어 개선을 통한 생산성 향상, intrinsic layer 및 plasma treatment 최적화를 통한 태양전지 변환효율 성능 평가, 그리고 투명전극 및 패시베이션 기술 개발임. Buffer layer 개발, n-mc-Si:H layer 최적화, 저저항 저손상 투명전도막 공정기술 개발, 그리고 프린팅을 이용한 저비용 도금 전극 형성 방법 연구도 포함됨. 기대 효과는 2021년까지 국내 n형 태양전지 제조 핵심 장비의 100% 국산화를 통한 수입대체 효과와 2020년 기준 약 2,700명의 고용 창출임. 더불어 고효율 지붕형 태양전지 발전 시스템 보급 활성화를 통해 온실가스 배출 저감에 기여하는 공공적 가치 실현이 예상됨.

본 과제는 기존 태양전지보다 높은 효율을 가지는 차세대 태양전지인 n형 이종접합 결정질 실리콘 태양전지를 대량으로 생산하기 위한 핵심 공정 장비 기술을 개발하는 연구임. n형 태양전지는 전자의 이동을 최적화하여 발전 효율을 극대화하는 특징을 가짐. 연구 목표는 저손상 투명전극 기술 개발, PECVD 시스템 개선 및 Chamber set up을 통한 비정질 실리콘 단위막 성막 균일도 5% 이하 만족, n형 이종접합 결정질 실리콘 태양전지 변환효율 21.5% 이상 달성, 그리고 장비 생산성 2800매/시간 이상 향상임. 핵심 연구 내용은 PECVD 시스템 구성 변경 및 추가 Chamber 설치를 통한 박막 균일도 개선, 플라즈마 손상을 줄이는 소스 개발 및 패시베이션 향상 공정 기술 개발, 그리고 장비 생산성 향상을 위한 이동 유닛 및 Load/unload TACT 최적화임. 또한, widegap p-type 최적화, TMO 물질 적용, 저손상 스퍼터링 소스 설계, 도금 전극 형성 및 패턴닝 공정 최적화, 모듈 수명 평가 등을 포함함. 기대 효과는 2021년까지 국내 n형 태양전지 제조 핵심 장비 100% 국산화를 통한 장비 수입 규모 절감, 1MW당 27명의 고용창출 효과로 2020년 기준 약 2,700명의 일자리 창출 기여, 그리고 고효율 지붕형 태양전지 발전 시스템 보급 활성화를 통한 온실가스 배출 저감에 일조함.