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전기화학적 산화물반도체 피막형성과 태양전지에 응용

전문가 제언: ○ 플라스틱, 그라스 등의 비전도성이나 전도성 기판재료에 수용액 전기화학 석출법으로 반도체산화물의 피막 형성, 태양전지나 색소증감형 태양전지용 무기산화물반도체 전극피막 등의 제조기술은 CVD, 스퍼터링 등의 고온증착법에 비하여 원료비와 반응장치비용이 염가이고 100℃ 이하 대기압 하의 공정이므로 작업이 용이한 특징이 있다. 특히 원료를 수입하는 우리나라는 투명체, 강자성체 및 박막태양전지나 색소증감형 태양전지의 전극박막석출 등에 대한 수용액 전기화학기술 개발이 필요하다.

○ 수용액 중에서 산화물 피막형성방법은 전해법이나 무전해법으로 형성하는데 보통 용액 중의 금속이온이 전원이나 환원제 역할을 하지만 질산염 수용액에서 ZnO, Fe3O4, CeO2 등의 피막이 형성될 경우는 질산근이 환원제역할을 하기 때문에 pH가 높거나 아주 낮으면 수산화물과 산화물 침강이 많이 되므로 pH5 근방에서 정밀히 조절하는 제어기술이 필요하다.

○ CuInGaSe2(CIGS) 태양전지 제조는 3단계 증착 진공장치를 사용하여 고온에서 증착합성하고, CIGS에 투명도전막 ZnO 증착은 유기금속 기상 증착법(OMCVD)으로 증착하는데 비하여 태양전지를 수용액전해법으로 Au/Cu2O/ZnO/NESA(SnO2) 그라스 적층체를 형성하거나 ZnO의 투명전도체 피막을 형성하는 공정이 간단하다.

○ 현대중공업은 독일 AVANCIS와 합작하여 태양전지 CIGS모듈을 2012년에 생산할 계획이고 동진세미켐회사는 KIST가 개발한 염료감응 CIGS 전지기술을 이전받아 산업화단계에 있으며, LG마이크론은 비실리콘계 태양전지 대면적화 기술개발이 진행되고 있다. 그러나 태양전지에 필요한 광흡수층 재료나 도전성 투명재료의 박막 제조기술은 습식법이 경제적이므로 습식법 연구를 권장하는 바이다.

저자: Masanobu IZAKI
자료유형: 학술정보