형태 변형이 가능하고 무게가 대폭 줄어든 차세대 태양전지를 대량생산 하는 기술이 국내 연구진에 의해 처음으로 개발됐다.
중앙대 물리학과 최인환 교수팀은 10일 “알루미늄 호일처럼 접거나 말 수 있는 박막형 태양전지를 대량생산 하는 기술을 세계 최초로 개발했다”고 밝혔다.
이 태양전지는 유연성이 있는 얇은 금속기판에 구리(Cu)와 인듐(In), 갈륨(Ga), 셀레늄(Se) 화합물(CIGS) 박막을 입힌 것이다.
최 교수팀은 고속박막 기술인 금속유기화학기상증착(MOCVD) 기술로 4개 원소를 기판에 증착시키는 방법을 개발, 차세대 태양전지 상용화의 길을 열었다.
태양전지는 크게 실리콘 웨이퍼를 쓰는 기판형과 유리기판 위에 실리콘을 얇게 코팅해서 쓰는 박막형으로 구분되지만 기판형의 경우 가격이 비싸다는 단점이 지적됐다.
이를 보완하기 위해 비정질 실리콘 박막 기술을 이용한 태양전지가 나왔지만 이는 열에 의해 성능이 급격히 떨어지는 등 문제점을 안고 있다. 각 국의 연구진들은 실리콘 소재의 기존 태양전지를 대체할 차세대 태양전지 소재로 에너지 변환효율이 높은 CIGS를 주목했지만 4개의 원소가 화합된 CIGS는 다른 물질에 비해 물성제어가 힘들어 상용화가 힘들었다.
최 교수팀이 상용화의 길을 연 차세대 태양전지는 기존의 실리콘 전지와 성능면에서 같은 수준인 반면 제작비는 절반 이상으로 저렴하다. 또한 가볍고 형태를 자유롭게 변형할 수 있어 `태양열 비행기`와 `태양열 자동차`등 미래형 상품에 접목시킬 경우 더욱 큰 시장파급력을 가질 전망이다.
최 교수팀은 “이번에 개발한 태양전지가 상용화될 경우 연간 25억달러에 이르는 세계 태양전지시장의 상당 부분을 대체할 것”이라며 “멀지 않은 미래에 가정에서 사용하고 있는 알루미늄 호일과 같은 형태의 태양전지를 구입하여 적당한 크기로 잘라 사용 하는 시대가 도래할 것”이라고 내다봤다.
<최석영기자 sychoi@sed.co.kr>
