집 유리창이 배터리?…창호형 태양전지 나온다

한국에너지기술원, 유연성·투광성 동시에 가지는 '양면수광형 CIGS 박막 태양전지' 기술 개발

/사진=한국에너지기술원

한국에너지기술원은 세계 최초로 유연성과 투광성을 동시에 가지는 '양면수광형 CIGS 박막 태양전지' 기술을 개발했다고 30일 밝혔다.

연구결과는 물리화학분야 국제저명학술지인 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈( Advanced Functional Materials ) 최신호에 게재됐으며, 해당논문은 학문적으로 뛰어난 우수성을 인정받아 표지논문으로 선정됐다.

구리·인듐·갈륨·셀레늄( CIGS )을 층층이 쌓아 만든 박막 태양전지는 태양광을 전기에너지로 바꿔 저장할 수 있는 얇은 반도체이다. 두께가 3마이크로미터(μ m· 100만분의 1미터)로 얇고 유연하며, 태양광 에너지를 전기로 바꾸는 에너지 변환 효율도 18%로 비교적 높다고 평가받는다. 다른 유기계 차세대 태양전지와 달리 화학적으로 매우 안정적이고 내구성도 높다.

최근 결정질 실리콘 태양광 모듈의 가격 하락으로 인해 CIGS 박막 태양전지의 기술개발 방향이 도심형 다기능 친환경 에너지원 시장으로 바뀌고 있다. 건축물 일체형 또는 부착형 태양광이 대표적이다. 햇빛이 많이 드는 건물의 유리창에 붙이면 건물 자체적으로 전기를 생산, 화석 연료 소비를 절감할 수 있는 것이다. 이에 따라 딱딱하고 무거운 유리 기판을 이용하는 전통적인 방식이 아닌, 초경량 유연 기판을 적용해 효율은 유지하면서도 응용성을 극대화하는 연구가 중요해졌다.

연구단은 두께가 극히 얇은 유연한 유리 기판을 적용해 유연성과 투광성을 동시에 가지면서도 효율 및 성능특성이 우수한 양면수광형 박막 태양전지 구현에 성공했다.

연구단은 이번에 개발한 유연 반투명 CIGS 박막 태양전지 기술이 투광성에 기반해 양방향 수광이 가능함에 주목해, 투광성 확보를 위해 발생이 불가피한 광흡수에 의한 출력 손실을 추가 제조공정 없이 후면 수광을 통해 보완이 가능함을 확인했다고 밝혔다.

윤재호 에너지연 태양광연구단장은 "한국형 그린뉴딜 정책에 부응하는 이번 성과는 여러 가지 기능을 융합한 다재다능한 적용성을 가진 CIGS 박막 태양전지의 개념을 구체화시킨 계기로 평가된다"며 "신규 고부가가치 태양전지 제품 생산과 차세대 응용 분야 창출에 기여할 수 있을 것으로 기대된다"고 밝혔다.

https://news.naver.com/main/read.nhn?mode=LSD&mid=shm&sid1=105&oid=008&aid=0004463155