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CIGS 태양전지 박막의 산화물완충 층상구조

전문가 제언: ○ 구리, 인듐, 갈륨, 그리고 셀렌원소로 구성된 전지를 CIGS태양전지라고 한다. 구성원소의 화합물은 보통 Cu(In1-xGax)Se2로 표기한다. 태양에너지 변환효율이 좋고, 장기간 사용해도 안정성이 높은 것으로 평가되었기 때문에 차세대의 박막전지로 기대되는 태양전지이다. 현재 소 면적 셀에서 변환효율이 19.5%, 대 면적 모듈에서는 13%정도 달성한다.

○ 현재 소규모로 시판도 되고 있다. 그러나 가격경쟁력에서는 한층 더 고효율화가 필요하다. 산업기술개발기구가 책정한 태양광발전계획에 의하면 2020년에 CIGS계열 태양전지의 목표변환효율은 소 면적 셀에서는 25%, 대 면적 모듈에서는 18%로 되어 있다. 재래의 CIGS태양전지에는 한 개의 pn접합을 기본으로 하고 있다.

○ CIGS계열 태양전지의 변환효율의 한계는 22%로 보고 있다. 최근 연구결과에 의하면 CIGS계열의 직렬(tandem)형 태양전지에서는 변환효율이 26~28%까지 실현이 가능하다. 장차 25%이상의 효율을 달성하기 위하여 직렬 형 태양전지가 유력한 후보의 하나로 등장하고 있다. 미국에서 직렬 형 고성능 CIGS전지에 대한 기초연구가 수행 중에 있다.

○ 한국에서도 태양광발전에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. CIGS전지의 완충 층 박막에는 CdS를 사용하는데 특허에서는 CdS를 아연-주석(ZTO)산화물박막 층으로 대치하여 제조방법을 크게 간소화 했다. 그리고 광자의 에너지 변환효율도 크게 개선한 내용을 소개하고 있다. CIGS태양전지는 미래태양전지로 현재 세계적으로 주목을 받고 있다.

저자: Kodenkandath, Thomas et al.
자료유형: 특허정보