대구경북과학기술원(DGIST, 디지스트) 강진규(차세대융복합연구센터장) 연구팀이 상용화가 가능한 진공스퍼터링 공정으로는 세계최고수준인 8%대의 광전변환효율을 가진 CZTS(구리 아연 주석 황 또는 셀렌)계 박막태양전지를 개발하는데 성공했다고 21일 밝혔다.
이번 연구성과는 최근 부산에서 열린 한국태양광학술대회에 발표됐으며, 지식경제부로부터 향후 4년간 36억원을 지원받게 됐다.
강 센터장 연구팀이 개발한 태양전지는 상대적으로 저렴한 원소로 대량 생산이 가능한 것으로 전세계적으로 기술개발이 시작단계여서 하기에 따라 세계 시장을 선도할 가능성이 높은 분야로 알려져 있다.
강 센터장은 "CZTS계 셀 단위 효율은 지금까지 국내 최고가 5%대, 세계 최고도 7.7%대였지만 우리는 8% 벽을 넘었다"며 "4년 내에 셀단위 효율을 14.5%로 높일 수 있을 것"이라고 자신했다.
태양광전지는 글로벌금융위기 등으로 일시적으로 시장이 주춤하지만, 1㎾h당 온실가스 배출량이 37g으로 석탄화력 900g, 유류발전 850g, 천연가스복합화력 400g보다 현저하게 낮아 전세계 연구기관과 업계는 고효율 저비용의 태양광전지 소재 개발에 천문학적인 비용을 쏟아 붓고 있는 실정이다.
태양광전지는 크게 실리콘결정을 얇게 잘라 만든 결정질과 반도체물질을 유리기판 등에 얇게 붙인 박막형으로 나뉘는데, 결정형은 효율은 높지만 비싸기 때문에 세계 태양광전지 업계는 저렴한 비용으로 양산이 가능한 박막형에 대해 관심이 높아지고 있다.
강 센터장은 "세계 태양광전지 개발 흐름은 결정질에서 박막형으로 전환, 초기에는 CIGS(구리 인듐 갈륨 황ㆍ셀렌)계에 주목했으나 인듐과 갈륨 부존량이 적고 가격이 비싸 흔한 원소인 CZTS계에 대한 관심이 높아지고 있다"며 "이론상 CZTS계 광전 변환 효율이 30%에 이르고, 무엇보다 저렴한 비용으로 대량생산이 가능해 이번 연구성과는 박막형 태양전지 시장을 창출하는데 기폭제가 될 것"이라고 전망했다.
정광진기자 kjcheong@hk.co.kr
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