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플라스마를 이용한 실리콘 나노와이어의 합성과 레이디얼 접합 태양전지

전문가 제언: ○ 태양에너지 활용기술의 하나인 태양전지는 이미 반세기 넘게 이어져 오면서 이제는 거의 완성된 기술로서 자리 잡은 듯 보인다. 그러나 태양전지의 경쟁력은 결국 광-전기 변환효율에 있으며, 이에 따라 비용을 크게 증가시키지 않으면서도 변환효율을 높이기 위한 연구개발 노력이 세계적으로 지속되고 있다.

○ 현재 세계적으로 사용되고 있는 태양전지의 90 % 정도는 결정질 실리콘 웨이퍼를 바탕으로 하고 있으며, 에너지 변환효율은 15∼18 % 정도 범위이다. 이 같이 높은 효율은 실리콘 태양전지의 큰 장점이지만, 순수 실리콘의 높은 비용이 태양전지의 보편적 활용을 제한하고 있다. 차세대 태양전지의 개발은 기존 실리콘 소재의 다양한 활용에 의한 혁신적인 fabrication 기술 개발과 함께 새로운 소재 개발을 목표로 한다.

○ 국내에서도 태양전지에 대한 연구는 많은 대학과 연구소에서 수행되고 있으며, 몇몇 기술은 세계적 수준에 도달하여 상품화 단계에 있기도 하다. 대표적으로 한국에너지기술연구원은 CIGS(CuInGaSe) 화합물 박막을 이용한 태양전지 기술을 개발하여 LG마이크론에 이전한 바 있다.

○ KIST와 화학연구원, 성균관대 등의 많은 연구팀이 perovskite와 CdTe 등 새로운 소재의 박막 태양전지를 개발하고 있으나 낮은 변환효율 극복이 문제이다. 그러나 이들 유연성(flexible) 박막은 저렴한 비용과 합께 안정성이 높기 때문에 지속적으로 추구해야 할 분야이다. 본 논문의 주제는 NW 태양전지로서, 태양전지에 나노구조를 사용한 연구 사례로서 중국과학원 산하 나노기술 연구소에서 개발한 탄소 나노튜브 어레이 쇼트키 태양전지가 6 %의 효율을 나타냈다는 정보가 있다.

○ 태양전지는 이제 재래식 기술이라고 폄훼하는 사람도 있다. 그러나 지구에 수 시간 동안 떨어지는 태양 에너지로 전체 인류의 일 년간 에너지 수요를 충당할 수 있다는 주장에서 보듯이 태양 에너지의 활용은 필연이고, 이를 위한 태양전지의 연구개발은 지속되어야 한다.

저자: Soumyadeep Misra, et al.
자료유형: 학술정보