CIS계 태양전지 재료의 기술동향

전문가 제언

○ 2007~2008년도 기준으로 세계태양광 발전 규모는 독일 959MW, 일본 297MW, 미국 140MW, 한국은 61MW의 발전 규모이고 태양전지의 주원료는 실리콘이 사용되어 왔는데, 새로이 개발된 CuInSe2(CIS) 태양전지를 일본의 쇼와셀석유는 2009년에 80MW/년, 2011년에 1,000MW/년, 독일 Solibro는 2008년에 45MW/년, 2010년에 135MW/년 확대한다고 발표하였다. 본 보고에서는 이들 회사가 광흡수 층에 이용하고 있는 태양전지 재료의 기술동향에 관하여 소개하고 있다.

○ 태양전지 재료인 Cu(In,Ga)Se2 (CIGS)계의 금속박막을 기상법으로 증착시켜서 고품질 화합물 박막을 제조하려면 사용하는 원료인 CuCH3, In(CH3)3, Ga(CH3)3, Se(CH3)2 등의 순수한 원료를 선택하고 기상법처리 시에 개스분위기 조절 등 정밀하게 처리하여야 될 것이라고 생각된다.

○ CuInSe2은 In 원료가 고가로 앙등하고 있기 때문에 이 In의 대체재료로써 Zn, Sn으로 치환하여 CuZnSnSe2 (CZTSe), 또는 Ⅵ족의 Se를 S로 치환하는 CuZnSnS4 (CZTS)의 화합물이 연구되고 있다. CZTS는 약 1.5eV의 금제대폭과 104/㎝ 대의 큰 광흡수 계수가 있고 변환효율이 6.7% 이므로 박막 태양전지용 재료로 유망하다고 하지만 전문가들은 산업화에는 10% 이상이 필요하다는 견해가 있다.

○ 단접합 CIS태양전지에서 태양광 변환효율이 20%이지만 2접합 탄뎀 구조나 3접합 탄뎀 고효율 구조는 아직 개발되지 않았지만 머지않아 개발되리라고 생각된다. CIS태양전지 효율이 실리콘전지보다 효율이 우수하고 재료도 Cu, Al, Zn, Sn, S 등의 저가 재료로 CZTS 등과 같은 태양전지 재료를 연구하고 있기 때문에 경제성 있는 태양전지가 개발될 것이라고 기대된다.

저자

WATA Takahiro, et al

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2010

권(호)

58(4)

잡지명

工業材料

과학기술
표준분류

재료

페이지

44~48

분석자

황*길

분석물

• CIS계 태양전지 재료의 기술동향.pdf [365,426 byte]

이미지변환중입니다.