[솔라투데이 박관희 기자] 한국에너지기술연구원 안세진·곽지혜 연구팀의 비정질 나노입자를 이용한 고효율 카파인디움 다이셀레나이드(이하 CISe) 태양전지 제조 기술이 화학·환경 분야 권위지인 ‘그린 케미스트리(Green Chemistry)’의 표지 논문으로 선정됐다.

Green Chemistry(2016 SCI IF 8.506)에 게재 된 논문[사진=한국에너지기술연구원]

저가 용액 공정 중 우수한 태양전지 효율을 보고한 방법으로 Cu, In 등이 포함된 나노입자를 합성한 후, 이를 소결하여 CISe계 박막을 제조하는 나노입자 기반 공정을 들 수 있다. 문제는 일반적으로 사용되는 나노입자 제조 공정인 고온 주입법(hot injection method)이 고품질의 나노입자를 만들 수 있는 장점이 있는 반면 공정이 복잡하고 대량생산이 어려운 고가의 공정이라는 점이다. 이를 극복하고 가격 경쟁력 극대화를 추구하기 위해 연구팀은 매우 쉽고 싸게 제조할 수 있으나 품질이 낮아 잘 활용되지 않았던 비정질 나노입자를 활용해 고효율의 CISe 태양전지를 제조하는 데 성공했다.

전구체 제조 공정에 따른 태양전지 효율 변화[사진=한국에너지기술연구원]

CISe계 박막 태양전지는 높은 효율, 우수한 안정성과 플렉서블 태양전지 제조의 용이성 등으로 인해 매우 유망한 차세대 태양전지로 조명받고 있다. CISe 태양전지는 전통적으로 고가의 진공증착 장비를 활용하여 제조돼 왔는데, 최근에는 이를 저가의 용액 공정으로 대체해 가격 경쟁력을 극대화하고자 하는 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 

연구 논문의 제1저자인 한국에너지기술연구원 안세진 박사는 “이번에 개발된 기술은 용액 공정 기술이 궁극적으로 지향하는 간단하고 대량생산이 가능하면서도 고효율 박막 태양전지를 제조할 수 있는 원천기술”이라며 “특히 전 세계적으로 아무도 주목하지 않았던 저품질의 비정질 입자로도 고효율 태양전지 제조가 가능함을 보인데 의의가 크다”고 밝혔다. 

[박관희 기자 (editor@infothe.com)]

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