기획기사

한국에너지기술연구원 기획기사

국내 태양전지 기술의 전도 개척한 고효율 다결정 규소 박막 태양전지 제작

  • 작성일 2008.12.23
  • 조회수 40805

2003년 KIER에서 제작한 pin 구조의 다결정 규소 박막 태양전지는 8.5%라는 국내 최고의 변환 효율을 기록했다. 이는 선진 외국의 연구 사례를 뛰어넘는 뛰어난 성과라기에는 무리가 있으나 짧은 기간에 실험장치를 제작하면서 이룬 성과로서 높이 평가될 수 있는 개가였다.

■ 다결정 규소 박막 태양전지 개발 제1단계 사업(1997~1999)

태양전지는 1950년대 후반 인공위성의 전원으로 쓰이기 시작하였고 1960년대에는 항로표지 등 특수한 소규모 독립 전원이 요구되는 곳으로 사용 범위가 확대되었다. 1972년에 닥친 제1차 석유위기 이후에는 학문적 호기심의 대상을 넘어 본격적인 지상용 전원으로서 관심의 대상이 되기 시작했다.

KIER의 다결정 규소 박막 태양전지 개발은 1997년 과학기술부의 미래형 신발전 기술의 기반 연구라는 큰 연구사업의 틀 안에서 신형 태양전지 개발(부제‘결정질 규소 박막 태양전지 개발’과제로 착수되었다.)

1997년 6월 연구진이 구성되었고, 1997년(1차년도)에는 외국의 결정질 규소 박막 태양전지 연구 동향을 분석하고 이를 토대로 다결정 규소 박막 성장 기법으로 열선 화학 기상 증착법(hot wire CVD ; HWCVD)을 선정하여 박막 성장 실험 장비로 반응실이 하나인 열선 CVD 장치의 본체를 설계하여 제작했다. (이때 한국과학기술원 임굉수 교수의 많은 도움을 받았다.)

1998년(2차년도)에는 1차년도에 제작한 단일 반응실 CVD 장치 본체에 각종 부대설비와 안전장치를 추가했다. 1999년(3차년도)에는 열선구조가 박막 성장에 미치는 영향을 규명하고 성장하는 박막의 결정성을 향상시키는 연구에 집중했다. 그러나 1단계 연구기간(1997~1999) 동안에는 연구예산이 한정되어 있었기 때문에 본격적인 다결정 규소 박막 태양전지의 제작은 2단계 사업으로 넘길 수밖에 없었다.

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