DGIST, 저비용 고효율 태양전지 원천기술 개발

저비용 고효율 CZTSSe 박막 태양전지를 개발한 DGIST 태양에너지융합연구센터 연구팀.

[ 김봉구 기자 ] 국내 연구진이 저렴한 비용으로 상용화 가능한 최고 수준 효율의 차세대 태양전지 원천기술 개발에 성공했다.

DGIST(대구경북과학기술원)는 이 대학 태양에너지융합연구센터가 최근 CZTSSe(구리-아연-주석-황-셀레늄) 박막 태양전지를 개발했다고 14일 밝혔다. 연구팀은 진공 스퍼터링 공정을 이용해 국내 최고인 12.3%의 광전변환효율을 달성했다.

이 전지는 기존의 CIGS(구리-인듐-갈륨-셀레늄) 박막 태양전지 구성 성분 중 인듐과 갈륨 원소를 아연과 주석으로 대체했다. 아연과 주석은 부존량이 풍부한 탈희유원소란 장점이 있다. 저가형 범용 원소를 사용해 가격을 획기적으로 낮추고 상용화가 쉬워진 것이다.

지금까지 CZTSSe 박막 태양전지의 세계 최고 효율은 미국 IBM이 달성한 12.6%다. 하지만 제작 공정 가운데 독성이 높은 하이드라진 용액을 사용해 상용화에 어려움을 겪어왔다.

이번 연구를 주도한 김대환 DGIST 태양에너지융합연구센터장은 “저가형 범용 원소 기반 태양전지 분야 세계 최고 효율을 달성하는 게 목표”라며 “2~3년 안에 16% 수준까지 광전변환효율을 높여 상용화 가능성을 끌어올리는 데 최선을 다할 것”이라고 말했다.

산업통상자원부와 미래창조과학부 지원을 받아 수행된 이번 연구는 ‘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 저명 학술지들에 연이어 게재됐다.

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김봉구 한경닷컴 기자 kbk9@hankyung.com
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