[진화하는 R&D현장] 성균관대 신소재공학부, 저비용 고효율 'CIGS' 태양전지 연구기반 확보

국제협력

성균관대학교 김상우 교수(사진)는 광전 변환효율 10%급 저비용 ‘CIGS’(구리·인듐·갈륨·셀레늄) 태양전지 기술 개발을 목적으로 국제 공동연구를 수행하고 있다. 사업 참여 기관으로는 성균관대(조형균 교수), 경희대(최덕현 교수), 대구경북과학기술원(김재현 박사), 대양금속(박기주 팀장), 미국 조지아공대(Zhong Lin Wang 교수) 등 총 5개 기관이다.

화석연료의 고갈과 지구온난화 등의 문제로 지속생산 가능한 에너지기술 개발이 전 세계적으로 시급하게 대두되고 있다. 이런 이유로 태양전지·압전소자·열전소자 등 이산화탄소 배출이 없는 친환경적인 ‘에너지 하베스팅(전력생산)’ 소자에 대한 연구수요가 급증하고 있다. 특히 태양전지는 무한한 에너지원인 태양광을 이용하는 에너지 발생장치로 크게 주목받고 있지만, 이론적인 에너지 변환 효율의 한계 및 시공간적 제약을 안고 있다.

사업단의 최종 목표는 전착 및 스프레이 코팅을 이용한 비진공 기술기반 저비용 CIGS 태양전지와 압전소자의 융합이라는 새로운 접근법을 통해 시장 경쟁력이 높은 광전변환효율 10%급 저비용 CIGS 태양전지 기술을 개발하는 것이다. 두 소자의 융·복합을 통해 기존의 단일 CIGS 태양전지보다 이론적인 효율을 뛰어넘는 고효율 구현이 가능한 새로운 개념의 친환경 에너지 하베스팅 소자를 개발하는 것이다.

이미 전착 및 스프레이법을 이용한 저비용 CIGS 태양전지 개발의 연구 기반은 마련한 상태다. 공정기술이 확립되면 상용화를 위한 저가의 고효율 CIGS 태양전지의 제작이 가능할 것으로 기대된다. 특히 이 사업은 염료감응 태양전지-압전 융합소자 원천기술을 보유하고 있는 미국 조지아공대 Zhong Lin Wang 교수 연구그룹과 기술 개발에 매진하고 있어 저비용의 고효율 CIGS 태양전지의 원천기술 확보에 크게 기여하게 될 것으로 기대된다.

김 교수는 “광전 변환효율 10%급 저비용 CIGS 태양전지 기술은 성균관대 신소재공학부 주관으로 이 분야에서 권위있는 연구진들이 모여 최적화된 융·복합 에너지 발전소자 개발에 힘을 모으고 있다”며 “융합형 CIGS 박막형 태양 전지 기술은 시간과 장소에 구애 받지 않는 신개념의 에너지원이 될 수 있을 것”이라고 말했다.

이계주 기자 leerun@hankyung.com