전남대학교(총장 지병문) 신소재공학부 광·전자박막연구실 김진혁 교수팀이 한국에너지기술연구원 태양광연구실과 KAIST 전자현미경연구실과의 공동연구를 통해 CZTSSe 태양전지를 개발했다. 이번에 개발된 CZTSSe 태양전지는 제작비용이 적게 들며 환경친화적이라는 특징이 있다.
이 연구결과는 저명 학술지 '그린 화학(Green Chemistry : IF=8.02)' 온라인 판에 지난 2월 7일자로 발표됐다. (논문명: Sputtering processed highly efficient Cu2ZnSn(S,Se)4 solar cells by a low-cost, simple, environmentally friendly, and up-scalable strategy)
현재 상용화돼 있는 CdTe 박막 태양전지는 높은 열을 가했을 때 독성물질인 카드뮴이 유출되는 문제점이 있다. 또한 CIGS(구리·인듐·갈륨·황·셀레늄) 박막 태양전지 또한 인듐과 갈륨의 부존량이 적고 가격이 비싸다는 점이 단점으로 지적돼 왔다.
이같은 상황에서 김 교수팀은 CIGS 박막태양전지의 In과 Ga을 Zn와 Sn으로 대체한 저비용 Cu2ZnSn(S,Se)4 (CZTSSe) 박막태양전지에 대한 연구를 진행하고 있다. 이번 연구결과는 그 과정에서 도출된 것이다.
김 교수팀은 이번 CZTSSe 태양전지 연구를 통해 9.24%라는 고효율을 달성했다. 특히 태양전지 제조과정 중 강한 독성을 갖는 H2S, H2Se 가스를 사용하지 않았다는 점에서 환경 친화적 기술로 평가되고 있다.
이와 같은 성과를 바탕으로 김 교수팀은 국내·외 연구기관 및 대학과의 협력관계를 구축해 보다 높은 효율의 박막형 태양전지를 개발할 예정이다.
김 교수는 "이번 연구 성과가 박막 태양전지 시장 창출을 앞당기고 전남대의 연구 경쟁력을 강화하는 계기가 될 것"이라고 말했다.
한편 김진혁 교수팀의 이번 연구는 지식경제 기술혁신사업의 에너지기술평가원(KETEP) 인력양성프로그램인 GET-Future 연구실 사업으로 수행됐다.
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