DGIST(총장 신성철) 태양에너지융합연구센터는 국내 최고 효율이자 세계 최고 수준에 근접한 12.3%의 광전변환효율을 가진 박막 태양전지 개발에 성공했다고 15일 밝혔다. 태양에너지융합연구센터 김대환 센터장 연구팀(사진)이 연구한 CZTSSe(구리-아연-주석-황-셀레늄) 태양전지는 기존의 CIGS(구리-인듐-갈륨-셀레늄) 박막 태양전지 구성 성분 가운데 인듐과 갈륨 원소를 아연과 주석으로 대체한 태양전지다. 지구상에 부존량이 풍부한 저가형 범용원소를 사용해 태양전지의 가격을 획기적으로 낮추고 상용화에 유리해 차세대 태양전지로 주목받고 있다.
현재 CZTSSe 박막 태양전지의 세계 최고 효율은 미국 IBM에서 달성한 12.6%이나 제작 공정 가운데 독성이 높은 하이드라진 용액을 사용한 용액 공정 기반으로 상용화에 어려움을 겪어왔다.연구팀은 진공 스퍼터링 공정 기반의 CZTSSe 태양전지를 서강대 정현식 교수, 이화여대 조월렴 교수, 인천대 김준호 교수, 영남대 전찬욱 교수 연구팀과 2012년부터 공동으로 연구, 매년 진공 공정 최고 수준의 효율을 달성해왔으며 마침내 상용화가 용이한 진공 스퍼터링 공정을 사용하면서도 세계 최고 효율에 근접한 원천 기술 개발에 성공했다.
DGIST 태양에너지융합연구센터 김대환 센터장은 “그동안의 어려움을 극복하며 축적된 노하우를 바탕으로 태양전지 분야 세계 최고 효율을 달성하고자 한다”며 “앞으로 2~3년내에 16% 수준까지 광전변환효율을 끌어올려 상용화 가능성을 높이는데 최선을 다할 것”이라고 말했다.
연구팀이 이룬 연구 성과들은 프로그레스 인 포토볼태익스(Progress in Photovoltaics), 케미스트리 오브 머티리얼즈(Chemistry of Materials), 나노스케일(Nanoscale), 태양에너지 소재와 태양전지(Solar Energy Materials & Solar Cells) 등 태양전지 분야 최고 학술지들에 연속으로 게재됐다.
이번 연구는 산업통상자원부 에너지기술개발사업과 미래창조과학부 DGIST 일반사업의 지원을 받아 수행됐다. 대구=오경묵 기자 okmook@hankyung.com
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