미래 태양광 기술·차세대 박막태양전지 산업발전 기여
DGIST(대구경북과학기술원, 총장 국양)는 강진규 박막태양전지연구센터 박사팀이 CZTS 박막태양전지 공정 과정에서 광흡수층 합성에 필요한 입자의 성장을 돕는 액상(L-CTSe)을 최초로 발견했다고 14일 밝혔다.
CZTS 박막태양전지는 저렴하고 독성이 거의 없는 구리, 주석, 아연을 주요 소재로 활용한다. 고가의 인듐, 갈륨이 소재인 CIGS 박막태양전지나 유독성 중금속인 납을 포함되는 페로브스카이트와는 달리 대량 생산이 쉬운 장점이 있다.
연구팀은 이 과정에서 박막 내부에 구리, 주석, 셀레늄이 함유된 액상이 발현하는 것을 발견했다. 이 액상이 광흡수층의 형성과 연관이 있음을 추측하고 액상이 포함된 여러 크기 입자들을 관찰했다. 그 결과 작은 입자들이 액상에 쉽게 녹아 큰 입자들과 결합하면서 큰 입자는 더욱더 크게 성장하는 것을 확인, 이 입자들이 광흡수층으로 형성되면서 광전변환 효율을 좌우하는 입자형성에 기여하는 것을 규명했다.
연구에 참여한 김대환 책임연구원은 "액상이 식으면서 발생하는 고체 상태인 잔류물질이 입자 경계에 일부 존재하는 것을 확인했다"며 "추가연구를 통해 이를 제거한다면 소자 효율을 더욱 향상시킬 수 있을 것"이라고 말했다.
연구내용은 에너지 분야 국제학술지인 '어드밴스드 에너지 머티리얼즈'에 지난 4월 14일 표지논문으로 게재됐다.
김지영 기자
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