글로벌 에너지 전환이 가속화되면서 청정에너지의 중요한 구성 요소인 태양광 발전 산업이 빠르게 발전하고 있습니다. 이 과정에서 태양광 시스템의 효율과 신뢰성을 향상시키기 위해서는 고성능 소재의 적용이 필수적입니다. 질화알루미늄(AlN) 세라믹과 탄화규소(SiC) 세라믹은 두 가지 고성능 소재로서 독특한 물리적, 화학적 특성으로 인해 태양광 발전 분야에서 광범위한 응용 가능성을 보여 왔습니다.
태양 광 발전에서 질화 알루미늄 세라믹의 적용
(1) 열 관리
질화 알루미늄 세라믹 는 높은 열전도율(이론적 열전도율 최대 320W/(m - K, 실제 적용 시 150W/(m - K) 이상)과 우수한 전기 절연 특성으로 인해 태양광 모듈의 방열 관리에 이상적인 소재가 되었습니다. 태양광 모듈에서 질화 알루미늄 세라믹 방열판은 모듈의 작동 온도를 효과적으로 낮추어 광전 변환 효율을 향상시킬 수 있습니다. 예를 들어, 고출력 밀도 태양광 시스템에서 질화 알루미늄 세라믹 방열판은 열을 빠르게 전도하고 방출하여 고온으로 인한 효율 저하를 줄일 수 있습니다.
(2) 포장 재료
질화 알루미늄 세라믹은 태양광 모듈 포장에도 사용할 수 있습니다. 높은 경도, 내마모성 및 우수한 화학적 안정성으로 외부 환경 침식으로부터 태양광 모듈을 효과적으로 보호하고 모듈의 수명을 연장할 수 있습니다. 또한 질화 알루미늄 세라믹의 높은 열전도율은 캡슐화 층 내의 열을 빠르게 방출하여 태양광 모듈의 성능을 더욱 향상시키는 데 도움이 됩니다.
(3) 배터리 제조
질화 알루미늄 세라믹은 태양전지 제조 공정에서 전극 재료 및 패시베이션 층으로 사용할 수 있습니다. 전극 재료로서 질화 알루미늄 세라믹의 높은 전도성과 안정성은 배터리의 광전 변환 효율을 향상시킬 수 있습니다. 패시베이션 층으로서 질화 알루미늄 세라믹은 태양 전지 표면의 복합 손실을 효과적으로 줄이고 전지의 개방 회로 전압 및 단락 전류를 개선 할 수 있습니다.
태양 광 발전에서 실리콘 카바이드 세라믹의 적용
(1) 배터리 셀 생산 차량
실리콘 카바이드 세라믹은 태양광 전지의 생산 공정에서 중요한 역할을 합니다. 기존의 석영 소재에 비해 실리콘 카바이드 세라믹은 열 안정성이 우수하고 강도가 높으며 수명이 더 깁니다. 실리콘 카바이드 세라믹으로 만든 보트 지지대, 보트 박스, 파이프 피팅 등은 고온 환경에서도 유해 물질을 방출하지 않고 안정성을 유지할 수 있으며 수명이 1년 이상 길어 생산 비용을 크게 절감할 수 있습니다.
(2) 태양열 발전 시스템
실리콘 카바이드 세라믹은 타워형 태양열 발전 시스템에서 이상적인 열 흡수 소재입니다. 이 시스템은 높은 농도 비율, 높은 열 순환 온도 및 낮은 열 손실로 높은 평가를 받고 있습니다. 실리콘 카바이드 세라믹으로 만든 열 흡수체는 1000℃ 이상의 고온에서 작동할 수 있으며 자연광 강도의 200-300배에 해당하는 높은 복사 강도를 견딜 수 있습니다. 고강도, 넓은 비표면적, 내식성, 내산화성 및 우수한 단열성으로 태양열 발전 시스템에 이상적인 선택입니다.
(3) 태양광 인버터
실리콘 카바이드 세라믹은 태양광 인버터의 방열 및 하우징 재료로도 사용할 수 있습니다. 고온 저항성, 내습성, 내식성이 뛰어나 열악한 환경에서도 안정적인 작동을 유지할 수 있습니다. 실리콘 카바이드 세라믹 라디에이터는 인버터의 작동 온도를 효과적으로 낮추고 시스템의 신뢰성과 서비스 수명을 향상시킬 수 있습니다.
질화 알루미늄 세라믹과 실리콘 카바이드 세라믹은 각각 태양광 발전 분야에서 고유한 장점을 가지고 있습니다. 질화 알루미늄 세라믹은 높은 열전도율과 우수한 전기 절연 특성으로 인해 태양광 모듈의 방열 및 패키징에 이상적인 소재가 되었고, 탄화규소 세라믹은 고온 부품 및 화력발전 시스템에서 고온 저항성, 내식성 및 고강도 특성으로 인해 광범위한 응용 가능성을 보여주었습니다.