국내 연구진 발견 쾌거, 세계적 유명 화학저널에 논문 게재

태양전지의 효율을 높이는 기능성 첨가제를 국내 연구진이 발견해 주목되고 있다.

한국에너지기술연구원(이기우 원장) 태양광연구실의 송희은, 강민구 박사팀과 부경대학교(김영섭 총장) 인쇄정보공학과 신동윤 교수팀은 최근 실리콘 태양전지의 효율을 상승시킬 수 있는 기능성 첨가제를 발견하고 효율 상승의 원인을 규명했다고 밝혔다.

실리콘 태양전지에서 생산된 전기는 태양전지 상부와 하부에 인쇄된 전극을 통해 수집된다. 이 과정에서 생산된 전기를 전극이 얼마나 효율적으로 이끌어낼 수 있는지가 중요한 산업적 지표로 평가받고 있다.

기존의 태양전지 전극용 소재의 경우 작은 유리가루를 높은 온도에서 녹여 전극과 태양전지를 접합시키는 방법을 사용했다. 그러나 유리 자체에는 전도성이 없으므로 태양전지 내부에서 생성된 전기를 효율적으로 이끌어낼 수 없다는 문제가 있었다. 이와 함께 섭씨 800도 이상의 높은 열을 가해 전극과 태양전지를 접합해야하기 때문에 전력 소모량이 많다는 단점도 존재했다.

반면 연구진은 특수한 유기 은 화합물을 첨가함으로써 태양전지 내부의 전기를 외부로 효과적으로 이끌어 낼 수 있음을 발견했다. 유기 은 화합물은 전극용 소재의 주요 성분 중 하나인 유기 용매에 쉽게 녹을 뿐만 아니라 전기를 잘 흐르게 하는 은 나노입자들을 생성하는 성질이 있다. 또 유기 은 화합물을 첨가제로 이용할 경우 기존보다 낮은 온도에서 전극과 태양전지를 접합해도 기존과 같은 성능을 이끌어낼 수 있다고 전했다.

연구진은 이번 결과를 통해 독일, 미국 등 선진국의 실리콘 태양전지용 전극소재 산업체에 비해 비교 열세에 있는 한국 산업체의 기술경쟁력을 향상시킬 수 있다고 밝혔다.

또한 전극과 태양전지의 접합에 요구되는 온도를 낮춤으로 인해 태양전지 생산비용 절감에 이바지할 수 있을 것으로 내다봤다.

태양전지 기능성 첨가제 발견은 에너지기술연구원이 지원하는 과제인 ‘50미크론 초박형 실리콘 태양전지 사업화 미래원천기술 개발’에 대한 결과이다. 이 연구 결과를 담은 논문은 세계적으로 유명한 화학 저널인 ‘ACS Applied Materials and Interfaces’의 9월호에 게재됐다.