[대학저널 신효송 기자] 경북대학교(총장 김상동) 에너지공학부 조성진 교수와 재료연구소 김동호 박사 연구팀이 에너지 효율이 높으면서 유연하고 가벼운 신축성 무기 태양전지 제작 기술을 개발했다. 연구 결과는 에너지 재료 연구 분야의 저명한 국제학술지인 '어드밴스드 에너지 머티리얼즈(Advanced Energy Materials)'의 표지논문으로 선정돼 11월호에 게재됐다.
기존 무기 태양전지의 경우 상대적으로 효율과 안정성이 높지만 고온 공정으로 인해 신축성 태양전지 제작이 불가능했다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 고온 공정으로 제작된 태양전지층을 신축성 있는 기판으로 옮기는 트랜스퍼 프린팅(Transfer printing) 기술이 필요하다. 트랜스퍼 프린팅 기술은 태양전지층과 기판 사이에 분리층을 추가, 분리층을 선택적으로 제거해 태양전지층을 신축성 기판으로 옮기는 기술이다.
기존 트랜스퍼 프린팅 공정의 경우 대부분 금속 혹은 유기물로 분리층을 사용해 불산, 염산 등 강한 산성 용액으로 분리층을 제거, 태양전지층이 강산에 노출되면서 손상을 받아 효율이 저하되는 문제가 발생했다. 또 유기물 분리층의 경우 고온에서 변형이 일어나 고온 공정에 사용할 수 없었다.
경북대 연구팀은 물에 녹는 산화게르마늄을 분리층으로 사용해 태양전지층의 손상 없이 트랜스퍼 프린팅을 할 수 있는 기술을 개발했다. 개발된 물에 용해 가능한 산화게르마늄 분리층의 경우 반도체를 손상시키지 않는 물로 분리층을 제거할 수 있으며 고온 공정에도 적용이 가능하다.
조성진 교수는 "실리콘 박막 태양전지는 매우 얇은 박막으로 제작이 가능해 가볍고 에너지 효율도 매우 높지만 신축성을 부여하기 위한 분리층에 대한 연구는 전무했다"며 "연구팀이 개발한 물에 용해 가능한 분리층은 종이, 플라스틱 등과 같은 다양한 기판으로 옮겨 신축성 실리콘 박막 태양전지를 제작할 수 있다"고 말했다.
[저작권자ⓒ 대학저널. 무단전재-재배포 금지]
