화학연, 초저가/고효율 CI(G)S 박막 태양전지용 나노입자 원천 소재 개발

Energy and Environmental Science誌 발표

2012-04-25 11:34

대전--(뉴스와이어) 2012년 04월 25일 -- 한국화학연구원(원장 김재현) 류병환·정선호박사 연구팀은 CI(G)S 박막 태양전지의 제조단가를 획기적으로 낮출 수 있는 원천 소재 기술을 개발하여 에너지소재/소자 분야에서 저명한 과학 전문지인 “Energy and Environmental Science” 온라인판(2012년 4월 20일)에 게재되었다고 밝혔다.

※ 논문명 : An 8.2% efficient solution-processed CuInSe2 solar cell based on multiphase CuInSe2 nanoparticles
※ CI(G)S : Cu(In, Ga)Se2

류병환·정선호 박사 연구팀은 태양전지용 CI(G)S 광흡수층 제조에 기존의 진공증착 기술을 대체할 기능성 나노입자를 이용한 용액공정 기술을 개발함으로써, 현재 보고된 나노입자 기반의 CI(G)S 박막 태양전지 중 최고 효율을 달성하였다.

※나노입자 기반 CI(G)S 박막 태양전지의 기존 최고효율: 5.5%

기존 CI(G)S 박막 태양전지는 효율은 높지만 진공증착기술 이용으로 공정단가가 비싸고 대면적화에 어려움이 있다.

이번 연구를 통하여 공정비용이 높은 진공증착 대신에 저가의 원료물질을 이용하여 기능성 나노입자 기반 액상소재를 제조하고, 이를 단순한 용액공정으로 기판 위에 코팅하고 열처리함으로써 치밀한 미세구조의 광활성층을 제작하는 기술을 개발하였다.

특히 이번 연구 성과는 값싸고 독성이 없는 원료물질을 이용한다는 특징을 가지고 있으며, 이를 통해 광활성층의 결정성, 화학조성 및 치밀 미세구조를 제어할 수 있는 기능성 CI(G)S 나노입자를 합성하는 기술을 개발하였다.

화학(연) 정선호 박사는 “이번 연구성과는 차세대 태양전지기술로 알려진 CI(G)S 박막 태양전지의 한계점을 극복할 수 있는 나노입자 합성 및 용액공정을 통해 초저가/고효율화를 위한 새로운 가능성을 열어준 원천기술을 개발했다는데 의의가 있다”고 밝혔다.

이번 연구성과는 산업기술연구회에서 추진하는 협동연구사업(용액공정/인쇄기법을 이용한 초저가 나노 박막태양전지 기술개발, 총괄책임자: 화학(연) 문상진 박사)의 일환으로 화학(연) 정보전자소재연구센터 류병환·정선호박사 연구팀이 주도하고 한국에너지기술연구원 윤경훈·안세진박사 연구팀이 협력하여 추진되었다.

한국화학연구원 개요
한국화학연구원은 1976년 설립 이래 화학 및 관련 융・복합 분야 기술 개발과 화학기술의 산업체 이전, 화학 전문인력 양성 및 다양한 화학 인프라 지원 서비스를 통해 국가 화학산업 발전에 선도적인 역할을 수행해 왔습니다.

또한 첨단 화학 인프라를 바탕으로 친환경 화학공정, 고부가가치 그린 화학소재, 의약 및 바이오화학 분야에서 원천 기술을 개발하고 국가 현안 해결형 융‧복합 기술 개발을 선도하고 있으며, 강소기업 육성과 기술사업화 촉진을 통한 화학산업의 지속적인 발전에 앞장서고 있습니다.

이제 화학(연)은 우리나라 화학 연구 역량을 결집하여 화학강국 실현에 기여하고 건강하고 풍요로운 지속가능 사회를 위한 화학기술 개발에 최선을 다하겠습니다.

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