비진공 공정으로 제조할 수 있는 무기박막태양전지의 개발

전문가 제언

○ 지속가능한 저탄소 사회구조를 실현하고 장래 에너지 자원을 확보하며 원자력발전에 의존하지 않는 재생가능한 에너지가 요구되고 있다. 본고는 리사이클링할 수 있는 Cu, In, Ga, Se, Zn, Mo, Sn 등의 금속화합물을 이용하여 비진공 공정에 의한 무기박막태양전지인 CIGS계, CZTS계 박막태양전지를 제조하는데 필요한 변환효율이 높고 시설비가 저가이며 대면적 안전한 무기박막 태양전지 제조방법에 대한 여러 기술이 소개되었다.

○ CIGS계 박막태양전지 제조법은 진공 증착법과 습식법으로 크게 분류할수 있는데, 진공 증착법은 변환효율은 높으나 원료사용 효율이 낮으며 설비비가 고가이고 소면적 제조법이다. 반면 습식법은 H2N4 등의 용매에 용해시켜서 잉크로 제조하여 코팅 및 열처리하여 제조하기 때문에 증착법보다 시설비가 저가이고 제조방법이 용이하고 대면적 제조가 가능한 특징이 있다.

○ Cu, In, Ga 산화물 미립자를 Mo증착된 기판위에 코팅한 후 수소환원하여 Se화를 경과하여 CIGS막을 형성하는 방법에서 가장 중요한 것은 각 산화물의 순도와 미립자크기의 선택과 혼합비, 그리고 혼합비에 따라서 단체산화물이 응집하지 않고 완전혼합하는 방법이다.

○ CIGS계의 전도형은 Cu/Ⅲ족 비율에서 결정되기 때문에 Cu가 과잉이면 낮은 저항의 p형 막으로 되어 태양전지로 응용할 수 없으며, Cu가 결손이면 캐리어농도가 작은 n형 막을 형성함으로 혼합비 조절이 중요하다.

○ 우리나라에서 사용되고 있는 태양전지는 Si계 태양전지가 주류를 이루고 있으며 CIGS계는 충남대학, KAIST 등 대학과 연구소에서 연구하고 있는 실정이다. 현재 태양전지 모듈은 CdS/CIGS, CdS/CIGSSe가 주류를 이루며, 제조방법이 다양하지만 우리나라는 In, Ga 등의 자원이 없기 때문에 Cu, Zn, Sn을 이용한 Cu2ZnSn(Se,S)4 (CZTS)계 비진공 공정에 의한 박막태양전지 개발이 활성화되기를 기대한다.

저자

S.Iketa, M. Matsumura

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2013

권(호)

33(3)

잡지명

機能材料

과학기술
표준분류

재료

페이지

4~10

분석자

황*길

분석물

• 비진공 공정으로 제조할 수 있는 무기박막 태양전지의 개발.pdf [322,307 byte]

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