▲ 한국에너지기술연구원 태양광연구실.

국내 연구진에 의해 특수 화합물을 통해 태양전지의 전기 생산 효율성을 증가시킬 수 있는 방법이 밝혀졌다.

한국에너지기술연구원(이기우 원장) 송희은·강민구 박사팀과 부경대학교 신동윤 교수팀이 실리콘 태양전지 효율을 상승시키는 기능성 첨가제를 발견하고 그에 따른 원인을 규명해냈다.

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

기존 태양전지 전극용 소재의 경우, 작은 유리가루를 높은 온도에서 녹여 전극과 태양전지를 접합시키는 방법을 사용했다.

그러나 유리는 전도성이 없어 태양전지 내부에서 생성된 전기를 효율적으로 이끌어낼 수 없다는 문제가 있었다. 또 섭씨 800도 이상의 열을 가해 전극과 태양전지를 접합하기 때문에 전력 소모량이 많다는 단점도 있다.

이번 연구진은 특수한 유기 은 화합물을 첨가해 태양전지 내부의 전기를 외부로 효과적으로 이끌어 낼 수 있는 방법을 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 연구진은 유기 은 화합물을 첨가제로 이용할 경우 기존보다 낮은 온도에서 전극과 태양전지를 접합해도 기존과 같은 성능을 이끌어낼 수 있는 것으로 밝혀냈다.

이번 결과를 통해 연구진은 독일, 미국 등 선진국의 실리콘 태양전지용 전극소재 산업체에 비해 열세에 있는 한국 산업체의 기술경쟁력을 향상시킬 수 있으며, 전극과 태양전지의 접합에 요구되는 온도를 낮춤으로써 태양전지 생산비용 절감에 이바지할 수 있을 것으로 내다봤다.

한편, 이번 연구는 한국에너지기술연구원이 지원하는 과제인 “50미크론 초박형 실리콘 태양전지 사업화 미래원천기술 개발”에 대한 결과이며, 관련 논문은 유명한 화학 저널 ‘ACS Applied Materials and Interfaces’ 9월호에 게재됐다.