재료연, 양면 발전성을 가진 BIPV용 유연기판 투명 박막 태양전지 세계 최초 개발
한국재료연구원
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과학기술정보통신부 산하 정부출연연구기관인 한국재료연구원(KIMS, 원장 이정환/이하 재료연) 나노표면재료연구본부 권정대 박사연구팀이 부산대 송풍근 교수, 한국항공대 신명훈 교수 연구팀과 함께, 레이저를 이용한 전사공정으로 빛을 산란시 키 는 구조체가 융합된 유연기판을 개발하고, 이의 굴절률 매칭을 통해 후면의 광반사를 최소화해, 높은 양면 발전성을 가진 유연기판 투명 박막 태양전지를 세계 최초로 구현하는 데 성공했다.
연구팀은 광산란 구조를 가진 산화아연 박막 위에 레이저 흡수층을 증착한 후, 그 위에 광산란 구조체와 똑같은 형상을 가진 약 20마이크로미터(㎛) 두께의 광산란 구조 융합형 유연기판을 제조해, 레이저를 이용한 전사 공법을 개발 및 기존 공정의 한계를 극복했다. 이때 형성된 20마이크로미터 두께의 유연기판은 51.9%의 광 산란도를 보였으며, 반대면에 형성된 실리콘 박막 태양전지는 광산란이 없는 유연기판 태양전지에 비해 효율이 9.7%만큼 개선됐다. 해당 공정은 작게는 5×5㎝에서부터 크게는 14×14㎝ 크기의 태양전지 기판 형성이 가능해, 구조체로 인해 야기되는 결함을 최소화해 기존 태양전지 공정에 적합한 특성을 가진다.