DGIST, CZTS계 박막태양전지 공인 세계 최고효율 달성

[이데일리 이연호 기자] DGIST는 세계 최고 수준의 CZTS계 박막태양전지 광전변환 효율을 달성했다고 22일 밝혔다. 이번 연구를 통해 향후 미래 태양광 소재 기술을 선도하고 차세대 박막태양전지 산업 발전에 큰 기여를 할 것으로 기대된다.

CZTS계 박막태양전지 소자 구조 모식도와 CdTe(독성물질포함), CIGS(고비용) 박막태양전지 물질과의 비교. 그림=DGIST.

DGIST 태양에너지융합연구센터는 박막태양전지의 광전변환 효율의 정식 공인 요건인 1cm²면적 이상 범주에서는 종전기록인 호주의 뉴사우스웨일스대학교(UNSW)의 10.0%을 뛰어넘는 11.3%의 효율을 달성했다. 최소 면적 요건이 없는 실험실 전지 범주에서는 미국 IBM사의 기록과 동률인 12.6%를 기록했다.

CZTS계 박막태양전지는 구리(Cu), 아연(Zn), 주석(Sn), 셀레늄(Se), 황(S)을 구성 원소로 하는 CZTS계 화합물을 광흡수층 물질로 활용한 전지다. 고가의 물질인 인듐(In)과 갈륨(Ga)을 사용한 CIGS 박막태양전지나 중금속인 납을 사용하는 페로브스카이트(Perovskite), 카드뮴 중금속을 사용하는 CdTe 박막태양전지와는 달리 CZTS계 박막태양전지는 저비용·친환경 소재를 사용한다는 점이 가장 큰 특징이다.

DGIST 태양에너지융합연구센터 김대환 센터장은 “범용 저가 태양전지 소재라는 미래 원천 기술 분야에서 DGIST 태양에너지융합연구센터가 2건의 CZTS계 박막태양전지 공인 기록을 등재해 우리 센터의 기술력을 세계적으로 인정받았다”며 “앞으로도 주도적인 연구를 지속해 향후 미래 태양광 소재 기술을 선도하고 더 나아가 박막태양전지 산업 발전에 이바지하겠다”고 말했다.

한편 이번 공인 기록 2건은 권위 있는 태양전지 관련 전문지인 ‘프로그레스 인 포토볼태익스(Progress in Photovoltaics)’ 저널에서 주기적으로 출판하는 태양전지 효율 테이블 최신 53판에 등재됐다