- 출력, 안정성이 높은 CIGS 소재를 이용한 투광형 태양전지 개발 - 투명산화물전극 및 Ag 전구체 적용으로 투명도, 발전성능 향상 2050년 탄소배출 제로를 달성하기 위해 다양한 대체에너지원이 검토되고 있고, 그 가운데 하나로 태양광 발전기술에 대한 관심이 높다. 하지만 인구밀집도가 높고 국토면적의 70% 이상이 산인 우리나라는 대규모 태양전지 설치공간의 확보가 어렵다. 이 때문에 기존 도심건물의 활용을 극대화하는 건물일체형 태양광발전(BIPV)이 주목받고 있다. 건물에 직접 활용이 가능한 대표적 태양 전지기술인 창호형 태양전지기술은 빛을 부분적으로만 투과시켜 투명성을 확보할 수 있는 비정질 박막실리콘, 유기박막, 염료감응 소재를 중심으로 연구개발이 진행되고 있지만 아직까지 상용화에 필요한 효율성과 내구성이 확보되지 않고 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진) 차세대태양전지연구센터 정증현 센터장, 유형근 박사 연구팀은 뉴욕주립대 연구팀과의 공동연구로 발전성능과 장기안정성이 뛰어난 Cu(InGa)Se2(이하CIGS) 화합물 박막소재를 이용한 투광형 태양전지 기술을 개발했다고 밝혔다. CIGS 화합물 태양전지는 널리 쓰이고 있는 결정질 실리콘 태양전지 수준의 고효율(23.4%) 광발전성능과 높은 장기안정성을 갖고 있어 실제 생활에 적용이 가능하지만 불투명하다. 이는 소재 자체의 높은 광흡수 능력과, 태양전지 뒷면에 전극으로 사용되는 몰리브데늄 금속이 불투명성으로 인해 투명하지 않다는 문제가 있었다. 연구진은 소재 전면의 투광도를 높이기 위해 수 ㎛ 크기까지 에칭이 가능한 레이저 공정을 적용했다. 그 결과 육안으로는 구분이 어려운 크기로 불투명한 박막소재를 제거하고 광투과가 가능한 미세패턴을 균일하게 형성할 수 있었다. 에칭된 태양전지는 광발전성능 저하가 없는 투광형 태양전지로, 현재 건물의 창호로 사용중인 유리를 태양전지로 대체하거나 기존 유리에 태양전지를 추가하는 등 바로 활용이 가능하다. 또한, 레이저 에칭공정의 효율을 높이기 위해서는 CIGS 박막태양전지의 뒷면 전극을 통한 레이저 조사가 가능하도록 기존 불투명한 몰리브데늄에서 투명한 인듐주석산화물(ITO)로 적용해야 했다. 그러나 ITO/CIGS 계면의 높은 전기저항 때문에 광발전성능이 크게 낮아지는 문제점이 있었다. 연구팀은 ITO 후면전극에 10 nm 두께의 은(Ag) 전구체를 적용하면 계면의 전기저항을 낮출 수 있다는 사실을 확인해, 양면이 투명한 CIGS 박막태양전지 셀구조에서 고출력 광발전이 가능한 기술을 개발하였다. 이러한 셀구조는 전면을 통한 광발전뿐만 아니라 후면입사 광에 의한 발전이 20~30%정도 추가되므로 더 높은 발전량을 얻을 수 있다. 개발한 투광형 태양전지 모듈은 레이저 에칭 면적비율 조절로 투과도 제어가 자유롭고 광발전출력이 높아서(30% 광투과에서 11% 이상 광발전효율) 건물에서 요구하는 다양한 투과도 수요를 맞추면서도 더 많은 전기생산이 가능하다. 또한, 레이저 에칭에 의한 투광패턴을 100 ㎛ 이하로 작게 형성할 수 있어 심미적으로 우수한 창호 제작이 가능하고, 모듈화시 기존의 기계적 방법에서 정밀한 레이저 에칭으로 대체함으로써 패터닝에 따른 효율 감소를 방지할 수 있었다. KIST 정증현 센터장은 “개발된 창호형 태양전지는 가격경쟁력이 우수하고 이미 상용화된 CIGS 소재를 활용하기 때문에 기술의 실용화가 용이하다. 향후 발전성능과 레이저 에칭 능력을 향상시키면 경쟁력이 한층 높아질 것으로 기대한다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 이종호) 지원으로 KIST 주요사업 및 한국연구재단 기후변화대응기술개발사업으로 수행되었으며, 연구결과는 에너지 분야의 국제학술지 ‘Progress in photovoltaics: Research and Applications 최신호(7월호) 표지논문으로 선정되었다. * (논문명) Transparent back-junction control in Cu(In,Ga)Se2 absorber for high-efficiency, color-neutral, and semitransparent solar module - (제 1저자) 한국과학기술연구원 정아름 학생연구원 - (공동저자) Professor David Hwang, State University of New York - (교신저자) 한국과학기술연구원 정증현 책임연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 유형근 선임연구원

- 출력, 안정성이 높은 CIGS 소재를 이용한 투광형 태양전지 개발 - 투명산화물전극 및 Ag 전구체 적용으로 투명도, 발전성능 향상 2050년 탄소배출 제로를 달성하기 위해 다양한 대체에너지원이 검토되고 있고, 그 가운데 하나로 태양광 발전기술에 대한 관심이 높다. 하지만 인구밀집도가 높고 국토면적의 70% 이상이 산인 우리나라는 대규모 태양전지 설치공간의 확보가 어렵다. 이 때문에 기존 도심건물의 활용을 극대화하는 건물일체형 태양광발전(BIPV)이 주목받고 있다. 건물에 직접 활용이 가능한 대표적 태양 전지기술인 창호형 태양전지기술은 빛을 부분적으로만 투과시켜 투명성을 확보할 수 있는 비정질 박막실리콘, 유기박막, 염료감응 소재를 중심으로 연구개발이 진행되고 있지만 아직까지 상용화에 필요한 효율성과 내구성이 확보되지 않고 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진) 차세대태양전지연구센터 정증현 센터장, 유형근 박사 연구팀은 뉴욕주립대 연구팀과의 공동연구로 발전성능과 장기안정성이 뛰어난 Cu(InGa)Se2(이하CIGS) 화합물 박막소재를 이용한 투광형 태양전지 기술을 개발했다고 밝혔다. CIGS 화합물 태양전지는 널리 쓰이고 있는 결정질 실리콘 태양전지 수준의 고효율(23.4%) 광발전성능과 높은 장기안정성을 갖고 있어 실제 생활에 적용이 가능하지만 불투명하다. 이는 소재 자체의 높은 광흡수 능력과, 태양전지 뒷면에 전극으로 사용되는 몰리브데늄 금속이 불투명성으로 인해 투명하지 않다는 문제가 있었다. 연구진은 소재 전면의 투광도를 높이기 위해 수 ㎛ 크기까지 에칭이 가능한 레이저 공정을 적용했다. 그 결과 육안으로는 구분이 어려운 크기로 불투명한 박막소재를 제거하고 광투과가 가능한 미세패턴을 균일하게 형성할 수 있었다. 에칭된 태양전지는 광발전성능 저하가 없는 투광형 태양전지로, 현재 건물의 창호로 사용중인 유리를 태양전지로 대체하거나 기존 유리에 태양전지를 추가하는 등 바로 활용이 가능하다. 또한, 레이저 에칭공정의 효율을 높이기 위해서는 CIGS 박막태양전지의 뒷면 전극을 통한 레이저 조사가 가능하도록 기존 불투명한 몰리브데늄에서 투명한 인듐주석산화물(ITO)로 적용해야 했다. 그러나 ITO/CIGS 계면의 높은 전기저항 때문에 광발전성능이 크게 낮아지는 문제점이 있었다. 연구팀은 ITO 후면전극에 10 nm 두께의 은(Ag) 전구체를 적용하면 계면의 전기저항을 낮출 수 있다는 사실을 확인해, 양면이 투명한 CIGS 박막태양전지 셀구조에서 고출력 광발전이 가능한 기술을 개발하였다. 이러한 셀구조는 전면을 통한 광발전뿐만 아니라 후면입사 광에 의한 발전이 20~30%정도 추가되므로 더 높은 발전량을 얻을 수 있다. 개발한 투광형 태양전지 모듈은 레이저 에칭 면적비율 조절로 투과도 제어가 자유롭고 광발전출력이 높아서(30% 광투과에서 11% 이상 광발전효율) 건물에서 요구하는 다양한 투과도 수요를 맞추면서도 더 많은 전기생산이 가능하다. 또한, 레이저 에칭에 의한 투광패턴을 100 ㎛ 이하로 작게 형성할 수 있어 심미적으로 우수한 창호 제작이 가능하고, 모듈화시 기존의 기계적 방법에서 정밀한 레이저 에칭으로 대체함으로써 패터닝에 따른 효율 감소를 방지할 수 있었다. KIST 정증현 센터장은 “개발된 창호형 태양전지는 가격경쟁력이 우수하고 이미 상용화된 CIGS 소재를 활용하기 때문에 기술의 실용화가 용이하다. 향후 발전성능과 레이저 에칭 능력을 향상시키면 경쟁력이 한층 높아질 것으로 기대한다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 이종호) 지원으로 KIST 주요사업 및 한국연구재단 기후변화대응기술개발사업으로 수행되었으며, 연구결과는 에너지 분야의 국제학술지 ‘Progress in photovoltaics: Research and Applications 최신호(7월호) 표지논문으로 선정되었다. * (논문명) Transparent back-junction control in Cu(In,Ga)Se2 absorber for high-efficiency, color-neutral, and semitransparent solar module - (제 1저자) 한국과학기술연구원 정아름 학생연구원 - (공동저자) Professor David Hwang, State University of New York - (교신저자) 한국과학기술연구원 정증현 책임연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 유형근 선임연구원

- 출력, 안정성이 높은 CIGS 소재를 이용한 투광형 태양전지 개발 - 투명산화물전극 및 Ag 전구체 적용으로 투명도, 발전성능 향상 2050년 탄소배출 제로를 달성하기 위해 다양한 대체에너지원이 검토되고 있고, 그 가운데 하나로 태양광 발전기술에 대한 관심이 높다. 하지만 인구밀집도가 높고 국토면적의 70% 이상이 산인 우리나라는 대규모 태양전지 설치공간의 확보가 어렵다. 이 때문에 기존 도심건물의 활용을 극대화하는 건물일체형 태양광발전(BIPV)이 주목받고 있다. 건물에 직접 활용이 가능한 대표적 태양 전지기술인 창호형 태양전지기술은 빛을 부분적으로만 투과시켜 투명성을 확보할 수 있는 비정질 박막실리콘, 유기박막, 염료감응 소재를 중심으로 연구개발이 진행되고 있지만 아직까지 상용화에 필요한 효율성과 내구성이 확보되지 않고 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진) 차세대태양전지연구센터 정증현 센터장, 유형근 박사 연구팀은 뉴욕주립대 연구팀과의 공동연구로 발전성능과 장기안정성이 뛰어난 Cu(InGa)Se2(이하CIGS) 화합물 박막소재를 이용한 투광형 태양전지 기술을 개발했다고 밝혔다. CIGS 화합물 태양전지는 널리 쓰이고 있는 결정질 실리콘 태양전지 수준의 고효율(23.4%) 광발전성능과 높은 장기안정성을 갖고 있어 실제 생활에 적용이 가능하지만 불투명하다. 이는 소재 자체의 높은 광흡수 능력과, 태양전지 뒷면에 전극으로 사용되는 몰리브데늄 금속이 불투명성으로 인해 투명하지 않다는 문제가 있었다. 연구진은 소재 전면의 투광도를 높이기 위해 수 ㎛ 크기까지 에칭이 가능한 레이저 공정을 적용했다. 그 결과 육안으로는 구분이 어려운 크기로 불투명한 박막소재를 제거하고 광투과가 가능한 미세패턴을 균일하게 형성할 수 있었다. 에칭된 태양전지는 광발전성능 저하가 없는 투광형 태양전지로, 현재 건물의 창호로 사용중인 유리를 태양전지로 대체하거나 기존 유리에 태양전지를 추가하는 등 바로 활용이 가능하다. 또한, 레이저 에칭공정의 효율을 높이기 위해서는 CIGS 박막태양전지의 뒷면 전극을 통한 레이저 조사가 가능하도록 기존 불투명한 몰리브데늄에서 투명한 인듐주석산화물(ITO)로 적용해야 했다. 그러나 ITO/CIGS 계면의 높은 전기저항 때문에 광발전성능이 크게 낮아지는 문제점이 있었다. 연구팀은 ITO 후면전극에 10 nm 두께의 은(Ag) 전구체를 적용하면 계면의 전기저항을 낮출 수 있다는 사실을 확인해, 양면이 투명한 CIGS 박막태양전지 셀구조에서 고출력 광발전이 가능한 기술을 개발하였다. 이러한 셀구조는 전면을 통한 광발전뿐만 아니라 후면입사 광에 의한 발전이 20~30%정도 추가되므로 더 높은 발전량을 얻을 수 있다. 개발한 투광형 태양전지 모듈은 레이저 에칭 면적비율 조절로 투과도 제어가 자유롭고 광발전출력이 높아서(30% 광투과에서 11% 이상 광발전효율) 건물에서 요구하는 다양한 투과도 수요를 맞추면서도 더 많은 전기생산이 가능하다. 또한, 레이저 에칭에 의한 투광패턴을 100 ㎛ 이하로 작게 형성할 수 있어 심미적으로 우수한 창호 제작이 가능하고, 모듈화시 기존의 기계적 방법에서 정밀한 레이저 에칭으로 대체함으로써 패터닝에 따른 효율 감소를 방지할 수 있었다. KIST 정증현 센터장은 “개발된 창호형 태양전지는 가격경쟁력이 우수하고 이미 상용화된 CIGS 소재를 활용하기 때문에 기술의 실용화가 용이하다. 향후 발전성능과 레이저 에칭 능력을 향상시키면 경쟁력이 한층 높아질 것으로 기대한다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 이종호) 지원으로 KIST 주요사업 및 한국연구재단 기후변화대응기술개발사업으로 수행되었으며, 연구결과는 에너지 분야의 국제학술지 ‘Progress in photovoltaics: Research and Applications 최신호(7월호) 표지논문으로 선정되었다. * (논문명) Transparent back-junction control in Cu(In,Ga)Se2 absorber for high-efficiency, color-neutral, and semitransparent solar module - (제 1저자) 한국과학기술연구원 정아름 학생연구원 - (공동저자) Professor David Hwang, State University of New York - (교신저자) 한국과학기술연구원 정증현 책임연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 유형근 선임연구원

- 출력, 안정성이 높은 CIGS 소재를 이용한 투광형 태양전지 개발 - 투명산화물전극 및 Ag 전구체 적용으로 투명도, 발전성능 향상 2050년 탄소배출 제로를 달성하기 위해 다양한 대체에너지원이 검토되고 있고, 그 가운데 하나로 태양광 발전기술에 대한 관심이 높다. 하지만 인구밀집도가 높고 국토면적의 70% 이상이 산인 우리나라는 대규모 태양전지 설치공간의 확보가 어렵다. 이 때문에 기존 도심건물의 활용을 극대화하는 건물일체형 태양광발전(BIPV)이 주목받고 있다. 건물에 직접 활용이 가능한 대표적 태양 전지기술인 창호형 태양전지기술은 빛을 부분적으로만 투과시켜 투명성을 확보할 수 있는 비정질 박막실리콘, 유기박막, 염료감응 소재를 중심으로 연구개발이 진행되고 있지만 아직까지 상용화에 필요한 효율성과 내구성이 확보되지 않고 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진) 차세대태양전지연구센터 정증현 센터장, 유형근 박사 연구팀은 뉴욕주립대 연구팀과의 공동연구로 발전성능과 장기안정성이 뛰어난 Cu(InGa)Se2(이하CIGS) 화합물 박막소재를 이용한 투광형 태양전지 기술을 개발했다고 밝혔다. CIGS 화합물 태양전지는 널리 쓰이고 있는 결정질 실리콘 태양전지 수준의 고효율(23.4%) 광발전성능과 높은 장기안정성을 갖고 있어 실제 생활에 적용이 가능하지만 불투명하다. 이는 소재 자체의 높은 광흡수 능력과, 태양전지 뒷면에 전극으로 사용되는 몰리브데늄 금속이 불투명성으로 인해 투명하지 않다는 문제가 있었다. 연구진은 소재 전면의 투광도를 높이기 위해 수 ㎛ 크기까지 에칭이 가능한 레이저 공정을 적용했다. 그 결과 육안으로는 구분이 어려운 크기로 불투명한 박막소재를 제거하고 광투과가 가능한 미세패턴을 균일하게 형성할 수 있었다. 에칭된 태양전지는 광발전성능 저하가 없는 투광형 태양전지로, 현재 건물의 창호로 사용중인 유리를 태양전지로 대체하거나 기존 유리에 태양전지를 추가하는 등 바로 활용이 가능하다. 또한, 레이저 에칭공정의 효율을 높이기 위해서는 CIGS 박막태양전지의 뒷면 전극을 통한 레이저 조사가 가능하도록 기존 불투명한 몰리브데늄에서 투명한 인듐주석산화물(ITO)로 적용해야 했다. 그러나 ITO/CIGS 계면의 높은 전기저항 때문에 광발전성능이 크게 낮아지는 문제점이 있었다. 연구팀은 ITO 후면전극에 10 nm 두께의 은(Ag) 전구체를 적용하면 계면의 전기저항을 낮출 수 있다는 사실을 확인해, 양면이 투명한 CIGS 박막태양전지 셀구조에서 고출력 광발전이 가능한 기술을 개발하였다. 이러한 셀구조는 전면을 통한 광발전뿐만 아니라 후면입사 광에 의한 발전이 20~30%정도 추가되므로 더 높은 발전량을 얻을 수 있다. 개발한 투광형 태양전지 모듈은 레이저 에칭 면적비율 조절로 투과도 제어가 자유롭고 광발전출력이 높아서(30% 광투과에서 11% 이상 광발전효율) 건물에서 요구하는 다양한 투과도 수요를 맞추면서도 더 많은 전기생산이 가능하다. 또한, 레이저 에칭에 의한 투광패턴을 100 ㎛ 이하로 작게 형성할 수 있어 심미적으로 우수한 창호 제작이 가능하고, 모듈화시 기존의 기계적 방법에서 정밀한 레이저 에칭으로 대체함으로써 패터닝에 따른 효율 감소를 방지할 수 있었다. KIST 정증현 센터장은 “개발된 창호형 태양전지는 가격경쟁력이 우수하고 이미 상용화된 CIGS 소재를 활용하기 때문에 기술의 실용화가 용이하다. 향후 발전성능과 레이저 에칭 능력을 향상시키면 경쟁력이 한층 높아질 것으로 기대한다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 이종호) 지원으로 KIST 주요사업 및 한국연구재단 기후변화대응기술개발사업으로 수행되었으며, 연구결과는 에너지 분야의 국제학술지 ‘Progress in photovoltaics: Research and Applications 최신호(7월호) 표지논문으로 선정되었다. * (논문명) Transparent back-junction control in Cu(In,Ga)Se2 absorber for high-efficiency, color-neutral, and semitransparent solar module - (제 1저자) 한국과학기술연구원 정아름 학생연구원 - (공동저자) Professor David Hwang, State University of New York - (교신저자) 한국과학기술연구원 정증현 책임연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 유형근 선임연구원

- 출력, 안정성이 높은 CIGS 소재를 이용한 투광형 태양전지 개발 - 투명산화물전극 및 Ag 전구체 적용으로 투명도, 발전성능 향상 2050년 탄소배출 제로를 달성하기 위해 다양한 대체에너지원이 검토되고 있고, 그 가운데 하나로 태양광 발전기술에 대한 관심이 높다. 하지만 인구밀집도가 높고 국토면적의 70% 이상이 산인 우리나라는 대규모 태양전지 설치공간의 확보가 어렵다. 이 때문에 기존 도심건물의 활용을 극대화하는 건물일체형 태양광발전(BIPV)이 주목받고 있다. 건물에 직접 활용이 가능한 대표적 태양 전지기술인 창호형 태양전지기술은 빛을 부분적으로만 투과시켜 투명성을 확보할 수 있는 비정질 박막실리콘, 유기박막, 염료감응 소재를 중심으로 연구개발이 진행되고 있지만 아직까지 상용화에 필요한 효율성과 내구성이 확보되지 않고 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진) 차세대태양전지연구센터 정증현 센터장, 유형근 박사 연구팀은 뉴욕주립대 연구팀과의 공동연구로 발전성능과 장기안정성이 뛰어난 Cu(InGa)Se2(이하CIGS) 화합물 박막소재를 이용한 투광형 태양전지 기술을 개발했다고 밝혔다. CIGS 화합물 태양전지는 널리 쓰이고 있는 결정질 실리콘 태양전지 수준의 고효율(23.4%) 광발전성능과 높은 장기안정성을 갖고 있어 실제 생활에 적용이 가능하지만 불투명하다. 이는 소재 자체의 높은 광흡수 능력과, 태양전지 뒷면에 전극으로 사용되는 몰리브데늄 금속이 불투명성으로 인해 투명하지 않다는 문제가 있었다. 연구진은 소재 전면의 투광도를 높이기 위해 수 ㎛ 크기까지 에칭이 가능한 레이저 공정을 적용했다. 그 결과 육안으로는 구분이 어려운 크기로 불투명한 박막소재를 제거하고 광투과가 가능한 미세패턴을 균일하게 형성할 수 있었다. 에칭된 태양전지는 광발전성능 저하가 없는 투광형 태양전지로, 현재 건물의 창호로 사용중인 유리를 태양전지로 대체하거나 기존 유리에 태양전지를 추가하는 등 바로 활용이 가능하다. 또한, 레이저 에칭공정의 효율을 높이기 위해서는 CIGS 박막태양전지의 뒷면 전극을 통한 레이저 조사가 가능하도록 기존 불투명한 몰리브데늄에서 투명한 인듐주석산화물(ITO)로 적용해야 했다. 그러나 ITO/CIGS 계면의 높은 전기저항 때문에 광발전성능이 크게 낮아지는 문제점이 있었다. 연구팀은 ITO 후면전극에 10 nm 두께의 은(Ag) 전구체를 적용하면 계면의 전기저항을 낮출 수 있다는 사실을 확인해, 양면이 투명한 CIGS 박막태양전지 셀구조에서 고출력 광발전이 가능한 기술을 개발하였다. 이러한 셀구조는 전면을 통한 광발전뿐만 아니라 후면입사 광에 의한 발전이 20~30%정도 추가되므로 더 높은 발전량을 얻을 수 있다. 개발한 투광형 태양전지 모듈은 레이저 에칭 면적비율 조절로 투과도 제어가 자유롭고 광발전출력이 높아서(30% 광투과에서 11% 이상 광발전효율) 건물에서 요구하는 다양한 투과도 수요를 맞추면서도 더 많은 전기생산이 가능하다. 또한, 레이저 에칭에 의한 투광패턴을 100 ㎛ 이하로 작게 형성할 수 있어 심미적으로 우수한 창호 제작이 가능하고, 모듈화시 기존의 기계적 방법에서 정밀한 레이저 에칭으로 대체함으로써 패터닝에 따른 효율 감소를 방지할 수 있었다. KIST 정증현 센터장은 “개발된 창호형 태양전지는 가격경쟁력이 우수하고 이미 상용화된 CIGS 소재를 활용하기 때문에 기술의 실용화가 용이하다. 향후 발전성능과 레이저 에칭 능력을 향상시키면 경쟁력이 한층 높아질 것으로 기대한다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 이종호) 지원으로 KIST 주요사업 및 한국연구재단 기후변화대응기술개발사업으로 수행되었으며, 연구결과는 에너지 분야의 국제학술지 ‘Progress in photovoltaics: Research and Applications 최신호(7월호) 표지논문으로 선정되었다. * (논문명) Transparent back-junction control in Cu(In,Ga)Se2 absorber for high-efficiency, color-neutral, and semitransparent solar module - (제 1저자) 한국과학기술연구원 정아름 학생연구원 - (공동저자) Professor David Hwang, State University of New York - (교신저자) 한국과학기술연구원 정증현 책임연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 유형근 선임연구원

- 출력, 안정성이 높은 CIGS 소재를 이용한 투광형 태양전지 개발 - 투명산화물전극 및 Ag 전구체 적용으로 투명도, 발전성능 향상 2050년 탄소배출 제로를 달성하기 위해 다양한 대체에너지원이 검토되고 있고, 그 가운데 하나로 태양광 발전기술에 대한 관심이 높다. 하지만 인구밀집도가 높고 국토면적의 70% 이상이 산인 우리나라는 대규모 태양전지 설치공간의 확보가 어렵다. 이 때문에 기존 도심건물의 활용을 극대화하는 건물일체형 태양광발전(BIPV)이 주목받고 있다. 건물에 직접 활용이 가능한 대표적 태양 전지기술인 창호형 태양전지기술은 빛을 부분적으로만 투과시켜 투명성을 확보할 수 있는 비정질 박막실리콘, 유기박막, 염료감응 소재를 중심으로 연구개발이 진행되고 있지만 아직까지 상용화에 필요한 효율성과 내구성이 확보되지 않고 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진) 차세대태양전지연구센터 정증현 센터장, 유형근 박사 연구팀은 뉴욕주립대 연구팀과의 공동연구로 발전성능과 장기안정성이 뛰어난 Cu(InGa)Se2(이하CIGS) 화합물 박막소재를 이용한 투광형 태양전지 기술을 개발했다고 밝혔다. CIGS 화합물 태양전지는 널리 쓰이고 있는 결정질 실리콘 태양전지 수준의 고효율(23.4%) 광발전성능과 높은 장기안정성을 갖고 있어 실제 생활에 적용이 가능하지만 불투명하다. 이는 소재 자체의 높은 광흡수 능력과, 태양전지 뒷면에 전극으로 사용되는 몰리브데늄 금속이 불투명성으로 인해 투명하지 않다는 문제가 있었다. 연구진은 소재 전면의 투광도를 높이기 위해 수 ㎛ 크기까지 에칭이 가능한 레이저 공정을 적용했다. 그 결과 육안으로는 구분이 어려운 크기로 불투명한 박막소재를 제거하고 광투과가 가능한 미세패턴을 균일하게 형성할 수 있었다. 에칭된 태양전지는 광발전성능 저하가 없는 투광형 태양전지로, 현재 건물의 창호로 사용중인 유리를 태양전지로 대체하거나 기존 유리에 태양전지를 추가하는 등 바로 활용이 가능하다. 또한, 레이저 에칭공정의 효율을 높이기 위해서는 CIGS 박막태양전지의 뒷면 전극을 통한 레이저 조사가 가능하도록 기존 불투명한 몰리브데늄에서 투명한 인듐주석산화물(ITO)로 적용해야 했다. 그러나 ITO/CIGS 계면의 높은 전기저항 때문에 광발전성능이 크게 낮아지는 문제점이 있었다. 연구팀은 ITO 후면전극에 10 nm 두께의 은(Ag) 전구체를 적용하면 계면의 전기저항을 낮출 수 있다는 사실을 확인해, 양면이 투명한 CIGS 박막태양전지 셀구조에서 고출력 광발전이 가능한 기술을 개발하였다. 이러한 셀구조는 전면을 통한 광발전뿐만 아니라 후면입사 광에 의한 발전이 20~30%정도 추가되므로 더 높은 발전량을 얻을 수 있다. 개발한 투광형 태양전지 모듈은 레이저 에칭 면적비율 조절로 투과도 제어가 자유롭고 광발전출력이 높아서(30% 광투과에서 11% 이상 광발전효율) 건물에서 요구하는 다양한 투과도 수요를 맞추면서도 더 많은 전기생산이 가능하다. 또한, 레이저 에칭에 의한 투광패턴을 100 ㎛ 이하로 작게 형성할 수 있어 심미적으로 우수한 창호 제작이 가능하고, 모듈화시 기존의 기계적 방법에서 정밀한 레이저 에칭으로 대체함으로써 패터닝에 따른 효율 감소를 방지할 수 있었다. KIST 정증현 센터장은 “개발된 창호형 태양전지는 가격경쟁력이 우수하고 이미 상용화된 CIGS 소재를 활용하기 때문에 기술의 실용화가 용이하다. 향후 발전성능과 레이저 에칭 능력을 향상시키면 경쟁력이 한층 높아질 것으로 기대한다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 이종호) 지원으로 KIST 주요사업 및 한국연구재단 기후변화대응기술개발사업으로 수행되었으며, 연구결과는 에너지 분야의 국제학술지 ‘Progress in photovoltaics: Research and Applications 최신호(7월호) 표지논문으로 선정되었다. * (논문명) Transparent back-junction control in Cu(In,Ga)Se2 absorber for high-efficiency, color-neutral, and semitransparent solar module - (제 1저자) 한국과학기술연구원 정아름 학생연구원 - (공동저자) Professor David Hwang, State University of New York - (교신저자) 한국과학기술연구원 정증현 책임연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 유형근 선임연구원

- 출력, 안정성이 높은 CIGS 소재를 이용한 투광형 태양전지 개발 - 투명산화물전극 및 Ag 전구체 적용으로 투명도, 발전성능 향상 2050년 탄소배출 제로를 달성하기 위해 다양한 대체에너지원이 검토되고 있고, 그 가운데 하나로 태양광 발전기술에 대한 관심이 높다. 하지만 인구밀집도가 높고 국토면적의 70% 이상이 산인 우리나라는 대규모 태양전지 설치공간의 확보가 어렵다. 이 때문에 기존 도심건물의 활용을 극대화하는 건물일체형 태양광발전(BIPV)이 주목받고 있다. 건물에 직접 활용이 가능한 대표적 태양 전지기술인 창호형 태양전지기술은 빛을 부분적으로만 투과시켜 투명성을 확보할 수 있는 비정질 박막실리콘, 유기박막, 염료감응 소재를 중심으로 연구개발이 진행되고 있지만 아직까지 상용화에 필요한 효율성과 내구성이 확보되지 않고 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진) 차세대태양전지연구센터 정증현 센터장, 유형근 박사 연구팀은 뉴욕주립대 연구팀과의 공동연구로 발전성능과 장기안정성이 뛰어난 Cu(InGa)Se2(이하CIGS) 화합물 박막소재를 이용한 투광형 태양전지 기술을 개발했다고 밝혔다. CIGS 화합물 태양전지는 널리 쓰이고 있는 결정질 실리콘 태양전지 수준의 고효율(23.4%) 광발전성능과 높은 장기안정성을 갖고 있어 실제 생활에 적용이 가능하지만 불투명하다. 이는 소재 자체의 높은 광흡수 능력과, 태양전지 뒷면에 전극으로 사용되는 몰리브데늄 금속이 불투명성으로 인해 투명하지 않다는 문제가 있었다. 연구진은 소재 전면의 투광도를 높이기 위해 수 ㎛ 크기까지 에칭이 가능한 레이저 공정을 적용했다. 그 결과 육안으로는 구분이 어려운 크기로 불투명한 박막소재를 제거하고 광투과가 가능한 미세패턴을 균일하게 형성할 수 있었다. 에칭된 태양전지는 광발전성능 저하가 없는 투광형 태양전지로, 현재 건물의 창호로 사용중인 유리를 태양전지로 대체하거나 기존 유리에 태양전지를 추가하는 등 바로 활용이 가능하다. 또한, 레이저 에칭공정의 효율을 높이기 위해서는 CIGS 박막태양전지의 뒷면 전극을 통한 레이저 조사가 가능하도록 기존 불투명한 몰리브데늄에서 투명한 인듐주석산화물(ITO)로 적용해야 했다. 그러나 ITO/CIGS 계면의 높은 전기저항 때문에 광발전성능이 크게 낮아지는 문제점이 있었다. 연구팀은 ITO 후면전극에 10 nm 두께의 은(Ag) 전구체를 적용하면 계면의 전기저항을 낮출 수 있다는 사실을 확인해, 양면이 투명한 CIGS 박막태양전지 셀구조에서 고출력 광발전이 가능한 기술을 개발하였다. 이러한 셀구조는 전면을 통한 광발전뿐만 아니라 후면입사 광에 의한 발전이 20~30%정도 추가되므로 더 높은 발전량을 얻을 수 있다. 개발한 투광형 태양전지 모듈은 레이저 에칭 면적비율 조절로 투과도 제어가 자유롭고 광발전출력이 높아서(30% 광투과에서 11% 이상 광발전효율) 건물에서 요구하는 다양한 투과도 수요를 맞추면서도 더 많은 전기생산이 가능하다. 또한, 레이저 에칭에 의한 투광패턴을 100 ㎛ 이하로 작게 형성할 수 있어 심미적으로 우수한 창호 제작이 가능하고, 모듈화시 기존의 기계적 방법에서 정밀한 레이저 에칭으로 대체함으로써 패터닝에 따른 효율 감소를 방지할 수 있었다. KIST 정증현 센터장은 “개발된 창호형 태양전지는 가격경쟁력이 우수하고 이미 상용화된 CIGS 소재를 활용하기 때문에 기술의 실용화가 용이하다. 향후 발전성능과 레이저 에칭 능력을 향상시키면 경쟁력이 한층 높아질 것으로 기대한다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 이종호) 지원으로 KIST 주요사업 및 한국연구재단 기후변화대응기술개발사업으로 수행되었으며, 연구결과는 에너지 분야의 국제학술지 ‘Progress in photovoltaics: Research and Applications 최신호(7월호) 표지논문으로 선정되었다. * (논문명) Transparent back-junction control in Cu(In,Ga)Se2 absorber for high-efficiency, color-neutral, and semitransparent solar module - (제 1저자) 한국과학기술연구원 정아름 학생연구원 - (공동저자) Professor David Hwang, State University of New York - (교신저자) 한국과학기술연구원 정증현 책임연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 유형근 선임연구원

- 출력, 안정성이 높은 CIGS 소재를 이용한 투광형 태양전지 개발 - 투명산화물전극 및 Ag 전구체 적용으로 투명도, 발전성능 향상 2050년 탄소배출 제로를 달성하기 위해 다양한 대체에너지원이 검토되고 있고, 그 가운데 하나로 태양광 발전기술에 대한 관심이 높다. 하지만 인구밀집도가 높고 국토면적의 70% 이상이 산인 우리나라는 대규모 태양전지 설치공간의 확보가 어렵다. 이 때문에 기존 도심건물의 활용을 극대화하는 건물일체형 태양광발전(BIPV)이 주목받고 있다. 건물에 직접 활용이 가능한 대표적 태양 전지기술인 창호형 태양전지기술은 빛을 부분적으로만 투과시켜 투명성을 확보할 수 있는 비정질 박막실리콘, 유기박막, 염료감응 소재를 중심으로 연구개발이 진행되고 있지만 아직까지 상용화에 필요한 효율성과 내구성이 확보되지 않고 있다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진) 차세대태양전지연구센터 정증현 센터장, 유형근 박사 연구팀은 뉴욕주립대 연구팀과의 공동연구로 발전성능과 장기안정성이 뛰어난 Cu(InGa)Se2(이하CIGS) 화합물 박막소재를 이용한 투광형 태양전지 기술을 개발했다고 밝혔다. CIGS 화합물 태양전지는 널리 쓰이고 있는 결정질 실리콘 태양전지 수준의 고효율(23.4%) 광발전성능과 높은 장기안정성을 갖고 있어 실제 생활에 적용이 가능하지만 불투명하다. 이는 소재 자체의 높은 광흡수 능력과, 태양전지 뒷면에 전극으로 사용되는 몰리브데늄 금속이 불투명성으로 인해 투명하지 않다는 문제가 있었다. 연구진은 소재 전면의 투광도를 높이기 위해 수 ㎛ 크기까지 에칭이 가능한 레이저 공정을 적용했다. 그 결과 육안으로는 구분이 어려운 크기로 불투명한 박막소재를 제거하고 광투과가 가능한 미세패턴을 균일하게 형성할 수 있었다. 에칭된 태양전지는 광발전성능 저하가 없는 투광형 태양전지로, 현재 건물의 창호로 사용중인 유리를 태양전지로 대체하거나 기존 유리에 태양전지를 추가하는 등 바로 활용이 가능하다. 또한, 레이저 에칭공정의 효율을 높이기 위해서는 CIGS 박막태양전지의 뒷면 전극을 통한 레이저 조사가 가능하도록 기존 불투명한 몰리브데늄에서 투명한 인듐주석산화물(ITO)로 적용해야 했다. 그러나 ITO/CIGS 계면의 높은 전기저항 때문에 광발전성능이 크게 낮아지는 문제점이 있었다. 연구팀은 ITO 후면전극에 10 nm 두께의 은(Ag) 전구체를 적용하면 계면의 전기저항을 낮출 수 있다는 사실을 확인해, 양면이 투명한 CIGS 박막태양전지 셀구조에서 고출력 광발전이 가능한 기술을 개발하였다. 이러한 셀구조는 전면을 통한 광발전뿐만 아니라 후면입사 광에 의한 발전이 20~30%정도 추가되므로 더 높은 발전량을 얻을 수 있다. 개발한 투광형 태양전지 모듈은 레이저 에칭 면적비율 조절로 투과도 제어가 자유롭고 광발전출력이 높아서(30% 광투과에서 11% 이상 광발전효율) 건물에서 요구하는 다양한 투과도 수요를 맞추면서도 더 많은 전기생산이 가능하다. 또한, 레이저 에칭에 의한 투광패턴을 100 ㎛ 이하로 작게 형성할 수 있어 심미적으로 우수한 창호 제작이 가능하고, 모듈화시 기존의 기계적 방법에서 정밀한 레이저 에칭으로 대체함으로써 패터닝에 따른 효율 감소를 방지할 수 있었다. KIST 정증현 센터장은 “개발된 창호형 태양전지는 가격경쟁력이 우수하고 이미 상용화된 CIGS 소재를 활용하기 때문에 기술의 실용화가 용이하다. 향후 발전성능과 레이저 에칭 능력을 향상시키면 경쟁력이 한층 높아질 것으로 기대한다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 이종호) 지원으로 KIST 주요사업 및 한국연구재단 기후변화대응기술개발사업으로 수행되었으며, 연구결과는 에너지 분야의 국제학술지 ‘Progress in photovoltaics: Research and Applications 최신호(7월호) 표지논문으로 선정되었다. * (논문명) Transparent back-junction control in Cu(In,Ga)Se2 absorber for high-efficiency, color-neutral, and semitransparent solar module - (제 1저자) 한국과학기술연구원 정아름 학생연구원 - (공동저자) Professor David Hwang, State University of New York - (교신저자) 한국과학기술연구원 정증현 책임연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 유형근 선임연구원

안녕하세요. 한국과학기술연구원 (KIST)에 근무 기록이 없습니다. 혹시 한국과학기술정보연구원 (KISTI) 콘텐츠 큐레이션센터와 혼동하신 것이 아닌지 확인 부탁드립니다. 감사합니다.

-‘A.I.가 바꾸는 과학기술의 미래’를 주제로 31일 개최 - 美 카네기멜론대학교 컴퓨터공학부 학장 마셜 허버트 박사 기조연설 국가과학기술연구회(NST, 이사장 김복철)와 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진), 과학기술정책연구원(STEPI, 원장 문미옥)은 10월 31일(월), 서울 더플라자 호텔에서 ‘2022 서울 S&T 포럼’을 개최했다. 이번 포럼은 ‘A.I.가 바꾸는 과학기술의 미래’를 주제로 정부, 출연(연), 대학, 기업의 국내·외 전문가가 한자리에 모여 A.I. 기반 R&D에 대해 지식을 공유하고 그 발전 방안을 모색하는 데에 초점을 맞췄다. 특히 기조연설에서는 A.I.분야 세계적 석학인 美카네기멜론 대학교의 컴퓨터공학부 학장인 마셜 허버트 교수와 KAIST 권인소 교수가 과학기술 분야에서의 A.I. 기술 활용 사례 및 발전 방안을 논의했다. 이어서 세션 1에서는 NAVER의 하이퍼스케일 인공지능 활용, AI로 인한 미래 일자리와 노동 이슈, AI의 신뢰도 평가 및 측정에 대한 각계 전문가 발표 후, 패널 토론에서 발표 내용에 대한 논의 및 청중과의 Q&A 세션을 진행했다. 세션 2에서는 인공지능의 발전과 도전과제, 재료분야 R&D에서의 A.I. 주도 패러다임 전환, 기술 혁신 및 A.I.를 활용한 바이오의료기술 혁신에 대한 논의가 이뤄졌다. NST 김복철 이사장은 개회사를 통해 “A.I.는 모든 분야에 적용되면서 인류의 삶과 산업에 근본적인 변화를 일으키며 새로운 세상을 만들고 있다.”고 말하면서, “궁극적으로 인공지능의 향방이 약인지 독인지 모를 현 시점에서 이번 포럼은 디지털 대전환 시대를 살아가는 우리에게 보다 깊이 있는 통찰을 제공하는 자리가 되기를 바란다.”고 밝혔다. 환영사에서 KIST 윤석진 원장은 “인공지능으로 기존의 상식과 선입견의 한계를 무너뜨려 과학기술의 비약적인 발전을 이룰 수 있다.”고 말하면서, 이번 포럼이 A.I.를 활용한 연구개발의 현재와 미래, 그리고 사회 전반에 가져올 영향력과 대응 방안을 공유하여, A.I. 발전이 이끄는 미래 대한민국의 길잡이 역할을 하게 되기를 바란다.”라고 밝혔다. STEPI 문미옥 원장은 “인공지능이 인간의 일자리를 뺏을 것이라는 막연한 공포를 넘어, 우리의 행동과 판단에 신뢰를 높여 인간노동의 가치를 높이고, 궁극적으로 삶의 가치를 높이도록 주도적으로 만들어가야 할 것”이라고 강조하였다. 과학기술정보통신부 권석민 과학기술일자리혁신관은 축사를 통해 “정부는 6대 디지털 혁신기술 분야에서 초격차 기술력 확보를 위해 힘쓰고 있으며 연구기관의 디지털화를 지원하여 각자의 전문영역에서 A.I. 기술을 접목한 연구 효율성 제고를 목표로 지원해 나갈 것”이라고 밝혔다. 2010년 서울에서 개최된 G20 정상회의를 계기로 시작된 서울 S&T 포럼은 올해로 9회를 맞았으며 과학기술정보통신부(장관 이종호) 후원으로 국가과학기술연구회가 주최하고 한국과학기술연구원, 과학기술정책연구원이 공동 주관했다. [그림 1] 서울 S&T 포럼 행사 사진 [그림 2] 기조 연설을 하는美 카네기멜론대학교 컴퓨터공학부 학장 마셜 허버트 박사