에너지기술연 연구팀은 두꺼운 유리 기판 기반의 투광형 태양전지와 비교해 효율과 성능이 우수한 '양면수광형 CIGS 박막 태양전지'를 개발했다. 에너지기술연 제공
국내 연구진이 태양전지 앞·뒷면에서 태양광을 흡수하는 차세대 태양전지를 보다 유연하고 빛 투과력이 좋게 제조하는 기술을 개발했다.
한국에너지기술연구원은 박주형 태양광연구단 박사 연구팀이 얇고 유연한 유리 기판을 적용해 유연성과 투광성을 동시에 지닌 '양면수광형 CIGS 박막 태양전지'를 개발했다고 30일 밝혔다.
CIGS 박막 태양전지는 구리, 인듐, 갈륨, 셀레늄 등을 일정한 비율로 결합한 화합물인 CIGS를 유리나 플라스틱 판 등에 얇은 막으로 쌓아 올려 만든다. 적은 소재와 간소한 공정으로 고효율을 태양전지를 만들 수 있고, 화학적으로 매우 안정적이고, 내구성도 높다.최근 들어 딱딱하고 무거운 유리 기판을 이용하는 전통적인 CIGS 박막 태양전지가 아닌 초경량 유연 기판을 적용해 효율은 유지하면서 활용 범위를 넓히기 위한 연구가 활발히 이뤄지고 있다.
연구팀은 두께가 매우 얇은 유연한 유리 기판을 적용해 기존 유리 기판 기반의 투광형 태양전지와 비교해 효율과 성능이 우수한 CIGS 박막 태양전지를 개발했다.
특히 태양전지 앞면과 뒷면에서 동시에 태양빛을 흡수하는 '양면수광 구조'로 광전환 변환효율이 뛰어나고, 투명한 기판을 활용해 뒷면에 광흡수층 형성을 위한 별도 공정 없이 태양전지를 제조할 수 있다.
알칼리 원소 도핑 공정을 적용해 수백 나노미터 크기의 매우 얇은 두께에서 우수한 품질을 지닌 CIGS 광흡수층 막을 만들어 에너지 효율과 유연성 및 투광성 등을 동시에 높였다는 게 연구팀의 설명이다.
윤재호 에너지연 태양광연구단장은 "CIGS 박막 태양전지 핵심소재와 공정에 대한 원천기술 확보를 통해 고부가가치 태양전지 생산과 그린뉴딜 정책 실현을 위한 다양한 분야에 활용할 수 있을 것"이라고 말했다. 이번 연구결과는 재료과학 및 물리화학 분야 국제 학술지 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(8월 6일자)'에 실렸다.
