대형 CdTe 박막 태양전지의 핵심기술 검토

전문가 제언

○ 지금까지 전 세계 태양전지는 결정질 실리콘계가 주를 이루고 이미 전자용 집적회로보다 많이 사용되고 있는 폴리실리콘 웨이퍼 수급과 원가 상의 문제로 다른 태양전지가 경쟁적으로 연구되고 있다. 이중 원가에서 유리한 염료감응 태양전지는 아직 에너지 변환효율이 낮고, 실리콘 박막 태양전지는 경제성을 가질 100㎛ 박막에서 실리콘과 구리와의 열팽창계수 차이에 의한 잔류응력 문제가 있다.

○ CIGS(CuInGaSe)계, CIS(CuInSe₂)계, CdTe계의 화합물 반도체 박막 태양전지는 직접 천이형 반도체이므로 높은 변환효율과 원료수급 문제에 별도 대처가 가능하여, 대부분 모듈의 시험적 생산이 연구되고 있다.

○ CdTe계 박막 태양전지는 CdTe의 특성에서 연유되는 태양광 스펙트럼에 근접한 1.44eV의 띠 간격과 높은 흡수계수로 1㎛ 두께에서 입사광의 99% 흡수가 가능하여 다년간 실리콘 태양전지의 대안으로 주목을 받았다. 그러나 p형 CdTe의 후면전극과의 옴 접촉이 어렵고 고가 자원인 텔루르(Te)의 원가문제가 있다.

○ 미국의 NREL이 종래 기술인 SnO₂/다결정 CdS/다결정 CdTe 시스템을 개선하여 수년전 16.5%의 효율을 실험실적으로 달성하고 CdTe의 두께를 1㎛ 이하로 줄이는 원가절감 연구에서도 실적을 올리고 있다. Italy의 Parma 대학에서는 저렴한 소다석회 유리를 기판으로 한 자동화 공정으로 1cm²의 면적에서 안정적 효율 15.8%를 보이고, 0.6×1.2m 모듈에서 12%를 기대하고 있다. 피크 Watt 당 1Euro의 원가 전망으로 화합물 반도체 박막 태양전지 중 가장 양산에 근접하고 있다. 양산 회사는 미국의 First Sola사와 독일의 Antec Solar사 등이 있다.

○ 이 글은 중국 Sichuan(泗川) 대학 교수들이 독자 개발한 실험실적 CdTe 박막 태양전지의 기술을 시험적 생산을 위해 개선한 것을 기술한 것이다. 양산 진입단계의 서구기술과 다른 고유의 기술개발을 지향하는 자세가 돋보인다. 태양광 산업단 등 국내기관에서는 뚜렷한 CdTe 박막 태양전지 연구가 보이지 않는다. 정부의 적극적 지원이 요망된다.

저자

Lianghuan Feng et al

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2007

권(호)

515

잡지명

Thin Solid Films

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

5792~5797

분석자

변*호

분석물

• 대형 CdTe 박막 태양전지의 핵심기술 검토.pdf [228,579 byte]

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