인천대 물리학과, 환경친화형 박막 태양전지 제조법 개발

인천대학교 물리학과 김준호 교수 연구팀이 환경친화형 고효율 케스트라이트CZTSSe 박막 태양전지 제조법을 개발했다.

　24일 인천대에 따르면 ‘케스트라이트 CZTSSe 박막 태양전지’는 지구상에 풍부한 구리(Cu)·아연(Zn)·주석(Sn)·황(S)·셀레늄(Se) 등으로 구성된 태양전지로, CIGS 태양전지를 대체하기 위해 제안돼 세계적으로 그 연구가 활발하다. 또 저가 소재로 구성돼 대량 생산이 가능하다는 장점이 있다. 

　하지만, n형 반도체로서 CdS를 사용하기에 실생활에 가까운 거리에서 사용하기에는 Cd의 유해성으로 응용분야에 한계가 있어왔다.

　연구팀은 CdS 대신에 환경과 인체에 무해한 (Zn,Sn)O 박막을 이용해 고효율 CZTSSe 박막 태양전지를 제조하는 방법을 찾아냈다.

　‘(Zn·Sn)O박막’은 에너지 밴드갭이 상대적으로 커서 광흡수층에서의 광전류 생성을 증대시킨다. 반면, p형인 CZTSSe 광흡수층 사이의 에너지 밴드갭 정렬을 위해서는 (Zn·Sn)O의 Zn와 Sn의 비율 조정이 필요하다. 

　아울러 광흡수층 CZTSSe에서 전하재결합을 일으키는 결함을 제거하기 위해서는 S와 Se의 비율 조정이 최적화돼야 한다.

　 최유탁 기자 [e-mail]