에기연, CIGS 태양전지 제조기술 개발…광전변환효율 20.4%
[이투뉴스] 한국에너지기술연구원(원장 곽병성)에서 개발한 ‘폴리머 기판 적용 고효율 플렉서블 CIGS 박막 태양전지 기술’이 지난달 24일 열린 ‘2019 대한민국 기후기술대전’ 우수성과 시상식에서 과학기술정보통신부 장관상을 수상했다.
폴리머 기판 고효율 CIGS 박막 태양전지 기술은 경량의 유연 플라스틱 기판을 활용해 고안정성을 갖춘 CIGS 박막 태양전지의 응용성을 확보하고 광전변환효율을 획기적으로 끌어올린 기술이다.
구리, 인듐, 갈륨, 셀레늄의 4원소로 구성된 CIGS 화합물은 광흡수계수가 실리콘에 비해 10배 이상 크고, 화학적으로 안정적이며 내구성도 높다. 이를 광흡수층으로 사용하면 태양전지를 제조할 때 적은 재료 소모와 간소화된 공정만으로도 높은 효율을 구현할 수 있다. 그러나 기존 결정질 태양광 모듈가격 하락 등으로 인해 시장진입에 어려움을 겪고 있는 상황이다.
윤재호 에기연 신재생에너지연구소 박사 연구진은 고분자 기판에 적용 가능한 CIGS 박막의 저온 성막기술을 개발하고, 체계적인 분석기술과 신뢰성 노하우를 기반으로 리프트오프(Lift-Off) 공정을 적용한 CIGS 박막 태양전지 제조기술을 개발하는데 성공했다. 또 이를 통해 세계 최고 수준에 비견할 만한 태양전지 변환효율(20.4%)을 달성했다.
개발된 기술은 기존의 대량보급용 양산형 태양광 모듈 기술과 다르게 수요 대응에 용이한 차세대 고부가가치 기술로, 건축물일체형 태양광(BIPV) 뿐만 아니라 기기일체형 태양광(DIPV) 응용에도 적합해 다양한 산업에 적용이 가능하다.
윤재호 박사는 “여타의 유기기반 태양전지와 달리 고도의 안정성을 갖는 CIGS 박막을 기반으로 경량 플라스틱 기판에서 고효율 태양전지 기술이 확보됨에 따라 소재 안정성, 효율, 기능성 등을 모두 보유한 태양광 모듈 제조 가능성을 입증했다”고 의미를 설명했다. 이어 “국내 대기업의 사업 철수 이후 위축된 국내 CIGS 박막 태양전지 사업화에 새로운 교두보가 될 뿐만 아니라 기후변화대응 기술로 과기부에서 추진하는 도시발전 프로젝트에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.
채덕종 기자 yesman@e2news.com