"차세대 CIGS 태양전지 핵심공정기술 공동개발"

대구TP 나노센터·영남대 광전자소자연구실

차세대 CIGS 박막 태양전지 핵심 공정기술을 개발한 제조 공정장비. 나노부품실용화센터에 있다. 대구테크노파크 제공

대구테크노파크 나노부품실용화센터(센터장 송규호)와 영남대 광전자소자연구실(실장 전찬욱 교수)은 공동으로 기존 공법보다 공정시간을 단축하고 제작이 용이하며 비용을 절감할 수 있는 차세대 CIGS 박막 태양전지 핵심 공정기술을 개발했다.

나노센터와 광전자소자연구실은 3일 동시열증착장비를 이용한 '1단계' 공법으로 13∼15% 효율의 CIGS 박막 태양전지를 제작하는 핵심공정 기술을 개발했다고 밝혔다.

CIGS 박막 태양전지는 유리기판은 물론 스테인리스, 알루미늄 등 유연한 기판에 구리(Cu), 인듐(In), 갈륨(Ga), 셀레늄(Se) 화합물을 증착하는 방식. 기존 실리콘 계열 태양전지와 달리 실리콘을 전혀 사용하지 않으면서도 태양광을 전기로 변환, 효율이 높다.

제1세대 실리콘 태양전지, 제2세대 박막형 태양전지를 거쳐 현재 각광받고 있는 CIGS 화합물 태양전지는 제작비가 실리콘 태양전지 가격의 2/3 수준이며 반영구적인 수명에다 다양한 기판을 활용할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 기존 미국신재생에너지연구소(NREL)의 3단계 공법은 공정이 복잡하고 공정시간이 길며 재료 소모가 많은 단점을 안고 있다.

공동연구팀은 이를 해결하기 위해 Cu, In, Ga, Se을 동시에 증발시켜 공정시간을 기존 공법 대비 1/3 수준으로 줄여 장비제작이 용이하고 재현성 향상, 비용절감 효과를 가져올 것으로 설명했다.

이 기술을 활용해 태양전지를 제작할 경우 대면적화가 가능하고 지난달 실시한 CIGS 제조공정 기술교육에 참여한 기업들도 높은 관심을 보여 상용화도 촉진될 것으로 보인다. 연구팀은 관련 업체에 기술이전을 검토하고 있다.

연구팀 관계자는 "현재까지 개발된 CIGS 태양전지의 최고효율은 미국 NREL이 보유한 20.1%로 매우 높지만 대면적화 및 상용화 면에서 개선해야 할 부분이 많이 남아 있다"며 "향후 지속적인 연구개발로 차세대 태양전지 원천기술을 많이 개발하겠다"고 말했다.

이춘수기자 zapper@msnet.co.kr