[논문]CIGS 박막태양전지 기술 동향

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박래만 (한국전자통신연구원 융합부품소재연구부문)

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이미 미국의 실리콘 밸리는 솔라 밸리로 빠르게 변신하고 있고 우리나라는 세계 최고의 반도체 및 디스플레이 기술을 보유하고 있는 만큼 이 기술 인프라를 태 양광발전에 전환하여 활용한다면 단시 일 내에 세계적인 기술 수준에 도달할 수 있으리라 기대된다. 본 기고에서는 차세대 박막형 태양광발전 기술의 핵심이 될 것으로 알려진 Culni一xGaxSeHCIGS) 박막태양전지 기술개발 이슈와 산업의 동향을 소개하고자 한다.
본 기고에서는 태양광 발전 산업의 차세대 주자로 기대를 모으고 있는 박막형 태양전지 기술 중에서도 CIGS 박막태양전지의 기술 및 산업 동향을 살펴보았다. CIGS 박막 태양전지는 성능 면에서 성장 잠재 력 이 충분하나 본격 적 인 양산 및 효율 개선을 위해서는 아직 연구되 어야 할 부분이 많이 남아있는 상태로 태 양광 산업 의 후발 주자인 우리 나라로서는 상대적으로 유리한 연구/개발 분야라고 할 수 있다.

그림 1. 박막태양전지별 특징 비교.
앞 장에서는 CIGS 박막태양전지 제조공정 중에서 특히 진공공정인 동시증발법과 스퍼터법에 대해 살펴 보았다. 동시증발법은 작은 소자의 효율이 여타방법 에 비 해 가장 높지만 대면적화가 어 려운 단점 이 있고, 스퍼터법은 소면적 셀에서는 동시증발법에 비해 효율이 떨어지는 단점이 있지만 대면적화에 유리하다고 언급한 바 있다.

상부 투명전극인 윈도우층도 현재는 산소/질소 혼합가스 분위기를 이용하는 스퍼터법에 의해 제조되는데 분위기 가스에서 산소를 제거하고도 좋은 전기 적 특성을 얻을 수 있다면 버퍼층이나 i-ZnO층을 제거한 구조를 사용할 수 있을 것으로 기대된다. 기판의 경우는 CIGS 박막성장 시 Na의 적절한 도움을 얻고자 소다회 유리 (Sodalime glass)를 주로 사용하지만 최근에는 유연기 판에 대한 연구가 매우 활발하다.
태양전지는 전기에너지 생산에 특화된 대형 반도체로서 반도체 관련 기술은 태양광 산업에도 적용이 가능하여 반도체 기업들의 새로운 사업 영역으로 기존 기술의 활용이 가능한 박막형 태양전지 분야가 급부상하고 있다. 이미 미국의 실리콘 밸리는 솔라 밸리로 빠르게 변신하고 있고 우리나라는 세계 최고의 반도체 및 디스플레이 기술을 보유하고 있는 만큼 이 기술 인프라를 태 양광발전에 전환하여 활용한다면 단시 일 내에 세계적인 기술 수준에 도달할 수 있으리라 기대된다. 본 기고에서는 차세대 박막형 태양광발전 기술의 핵심이 될 것으로 알려진 Culni一xGaxSeHCIGS) 박막태양전지 기술개발 이슈와 산업의 동향을 소개하고자 한다.

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