에너지기술연구원 세계 최초로 유연 양면발전 투광형 태양전지 기술개발
에너지기술연구원 세계 최초로 유연 양면발전 투광형 태양전지 기술개발
  • 한국에너지
  • 승인 2020.09.07 17:21
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학술지 Advanced Functional Materals 지에 게제
Advanced Functional Materials 표지논문 으로 선정된 이미지[사진=한국에너지기술연구원]
Advanced Functional Materials 표지논문 으로 선정된 이미지[사진=한국에너지기술연구원]

[한국에너지신문] 에너지기술연구원이 세계 최초로 유연성과 투광성을 동시에 가지는 양면수광형 CIGS 박막태양전지 기술을 개발, 물리화학분야 학술지 Advanced Functional Materials에 게제 하였으며 해당 논문은 학문적으로 우수성을 인정받아 내지 커버 논문으로 선정되었다고 밝혔다.

CIGS 박막태양전지는 최근 초경량 유연 기판을 적용해 효율은 유지하면서도 응용성을 극대화 하는 쪽과 상대적으로 효율은 조금 낮추더라도 투광성을 갖도록 설계를 추가하는 방향이 세계적 추세다.

에너지기술연구원 태양광연구단은 두께가 극히 얇은 유연한 유리기판을 적용해 유연성과 투광성을 동시에 가지면서도 기존의 두꺼운 유리기판 상에 제조된 투광형 태양전지와 견주어도 효율의 성능 특성이 우수한 양면수광형 태양전지 개발에 성공했다고 밝혔다.

기존의 비투광 태양전지는 단방향에서만 광흡수가 가능하거나 태양빛을 태양전지 전후면에서 동시에 흡수하여 전기를 생산하는 양면수광 구조를 구현하기 위해 후면 광흡수층 형성을 위한 별도의 공정이 필수적이었다.

이에 비해 연구단이 개발한 유연 반투명 CIGS 박막태양전지 기술이 투광성에 기반하여 양방향 수광이 가능함에 주목하여 투광성 확보를 위해 발생이 불가피한 광흡수에 의한 출력손실을 추가 제조공정 없이 후면 수광을 통해 보완 할 수 있다는 점이다.

이 연구 성과는 연구원 내 알베도 모사에 의한 변환효율 측정을 통해 검증되었다. (알베도는 물체의 표면이 태양빛을 받았을 때 반사하는 정도를 나타내는 용어로서 0에서 1사이의 단위가 없는 값을 가진다)

본 연구논문의 교신저자인 박주형 책임연구원은 기존의 3단계 증착방법 대신 더 간소화된 단일공정 증착법을 이용하면서도 알칼리 원소 도핑 공정 적용을 통해 수백 나노스케일의 극히 얇은 두께에서도 높은 물질을 가지는 CIGS 광흡수층 막을 만들어 에너지 생산능력을 높이고 유연성과 투광성이 가미된 다기능 태양전지를 개발했다고 했다.

연구원은 이번 연구가 다 기능 차세대 박막태양전지 핵심요소기술개발 및 과기부 기후변화대응 기술개발사업의 도심 분산전원용 고성능 플랙서블 무기박막 태양전지 원천기술개발의 일환으로 진행되었다고 밝혔다.

 

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