광주과학기술원(GIST·총장 문승현)은 장재형 전기전자컴퓨터공학부 교수(차세대에너지연구소 소장)와 윤주형 인천대 교수 공동 연구팀이 차세대 형광 물질인 양자점을 이용한 광대역 구리·인듐·갈륨·셀레늄(CIGS) 박막태양전지 기술을 개발했다고 26일 밝혔다.
CIGS 박막태양전지는 비실리콘 태양전지 가운데에서도 에너지 변환 효율이 가장 큰 데다 가볍고 휴대가 가능, 저가형 차세대 고효율 태양전지로 각광받고 있다.
연구팀은 짧은 파장 대역의 빛을 흡수, 가시광 대역의 빛을 발하는 고효율 양자점을 개발했다. 이를 CIGS 태양전지의 반사 방지막과 투명 전극 층 사이에 적용한 결과 가시광 및 적외선 영역뿐만 아니라 자외선 영역의 태양광을 전기에너지로 변환할 수 있는 광대역 CIGS 박막태양전지를 제조했다.
기존의 CIGS 박막태양전지는 태양빛이 태양전지 상부의 투명 전극과 버퍼층에 흡수되면서 자외선 영역을 포함하는 300~520나노미터(㎚)의 짧은 파장 대역 태양에너지를 전기에너지로 변환하지 못하는 한계가 있었다.
이번에 개발한 광대역 고효율 CIGS 박막태양전지는 기존의 CIGS 박막태양전지 상부에서 발생하는 짧은 파장 대역의 손실을 해결하고 양자점의 발광 및 표면 반사 손실도 최소화했다.
장재형 교수는 “이번 연구 결과는 다양한 후보군의 태양전지에 활용할 수 있음을 보여 줬다는데 의의가 있다”면서 “고가의 결정질 실리콘 태양전지를 대체, 태양광 발전의 경제성을 대폭 개선할 수 있을 것”이라고 말했다.
광주=김한식기자 hskim@etnews.com
