전남대·GIST 등, 광전변환효율 향상 새로운 구조 박막태양전지 개발

전남대 등 공동연구팀이 개발한 새로운 박막태양전지 개발 관련 논문이 실린 '스몰' 표지.

전남대(총장 정성택)는 김진혁 신소재공학부 교수팀이 광주과학기술원(GIST)·한국에너지기술연구원 연구팀과 공동으로 광전변환효율을 크게 향상시킨 새로운 구조의 박막태양전지를 개발했다고 23일 밝혔다.

공동 연구팀은 구리-아연-주석-황-셀레늄(CZTSSe) 태양전지 투명전극을 개선해 광전변환효율을 8.33%에서 10.67%로 크게 향상시켰다.

CZTSSe 박막 태양전지는 현재 상용화에 접어든 구리-인듐-갈륨-황-셀레늄(CIGS) 박막태양전지의 인듐(In)과 갈륨(Ga)의 희소성에 따른 가격 문제를 해결할 대체재로 현재 연구가 활발하게 진행되고 있다.

연구팀은 태양전지 투명전극 층으로 사용해온 '알루미늄이 첨가된 산화아연(ZnO:Al)/산화아연(ZnO) 구조'를 '마그네슘과 갈륨이 첨가된 산화아연(MgGaZnO)/리튬이 첨가된 산화그래핀 대체했다. 또한 스퍼터링 공정에서 용액 공정을 통해 플라즈마에 의한 손상을 줄였으며, 광학적이고 전기적 특성이 우수한 투명 전극층을 동시에 적용해 뛰어난 특성을 갖는 새로운 투명전극 조합을 제시했다.

이번 연구는 기존 연구의 틀에서 벗어난 새로운 방법을 제시했다는 평가를 받고 있다. 재료공학 분야 국제저명학술지인 '스몰'에 실렸으며, 특별히 6월호 표지를 장식했다.

광주=김한식 기자 hskim@etnews.com