케스트라이트 CZTSSe 박막 태양전지 연구팀

10일 인천대에 따르면 CZTSSe 박막 태양전지는 박막형 태양전지중 최고효율을 보이는 CIGS 태양전지(광전변환효율=22.9 %)대체를 위해 제안됐으며, 세계적으로 연구가 활발하다.

그러나 최근 CZTSSe 박막 태양전지의 광전변환효율이 12.6 %에서 정체돼 효율 값이 오르지 않고 있어서 관련학계는 그 원인에 대한 분석연구가 필요했었다.

제1저자로 연구를 주도한 김성연(인천대물리학과)박사과정 학생은 CZTSSe 광흡수층의 S와 Se의 상대적 비율에 따라서 태양전지효율에 제한을 두는 인자가 다르게 존재한다고 밝혔다.

12% 대의 고효율 CZTSSe 태양전지에서도 S가 많을 경우는 전하 재결합 결함인자가 발생한다.

반면에 Se이 많을 경우는 전도 에너지 밴드 오프셋이 크게 생겨 효율향상에 장애물이(bottleneck) 됨을 실험적으로 규명했다.

특히, 이들 제한인자들의 발생저하를 통해 효율증가가 가능함을 제시한 것이 이번 연구에 의의를 두고 있다.

이번 연구결과는 세계적 저명학술지인 나노에너지(Nano Energy, impact factor=12.343)온라인판(2017년 12월 21일)에 ‘Limiting effects of conduction band offset and defect states on high efficiency CZTSSe solar cell’ 제목으로 게재됐다.