태양전지 빛 흡수율 높여…박막 코팅기술 개발

국내 연구진이 태양전지의 빛 흡수율을 높이는 박막 코팅기술을 개발했다.

한국연구재단은 김경식 연세대 기계공학과 교수(사진)와 강구민 박사과정생(제1저자) 등이 고깔 모양의 나노 구조를 덧입히는 방법으로 비정질 실리콘 박막 태양전지의 광흡수율을 높이는 데 성공했다고 9일 발표했다.

비정질 실리콘은 원자배열의 규칙성이 없는 물질로 저온 공정에서 저렴한 비용으로 태양전지를 만들 수 있는 게 장점이다. 하지만 열에 의해 성능이 급격히 떨어질 수 있고 태양광이 머무르는 시간이 짧아 흡수율이 낮은 한계가 있었다.

연구팀은 100나노미터(㎚, 10억분의 1ｍ) 이하의 초박막 비정질 실리콘 위에 나노 크기의 원뿔이나 반구 모양의 구조를 덧입히는 방법으로 광흡수율을 높였다. 태양광을 나노 구조에 가둬두면 공진 현상에 의해 입사광들이 결합하는 현상을 이용한 것. 태양광 흡수율은 나노 구조를 사용하지 않을 때보다 최대 1.7배 늘어났다.

김 교수는 “나노 구조 제작 기술은 공정이 간단하고 비용이 저렴한데다 다른 종류의 박막 태양전지에도 적용할 수 있다”며 “고효율 박막 태양전지 소재의 성능을 높이는 데 기여할 수 있을 것”이라고 설명했다.

김태훈 기자 taehun@hankyung.com