아주대, 초경량 고효율 갈륨비소 태양전지 개발 성공

비용 등 강점 많아 상용화 가능성 유리

[천지일보 수원=배성주 기자] 아주대학교 연구진이 갈륨비소(GaAs) 기반의 초경량 고효율 태양전지를 제작하는 데 성공했다고 22일 밝혔다.

아주대 이재진·허준석 전자공학과 교수 공동연구팀은 유기금속화학 증착장비(MOCVD) 기술을 이용한 고품위의 태양전지 웨이퍼, 새로운 조합의 p-type 전극구조를 적용해 유연한 갈륨비소 태양전지를 개발했다.

그동안 유연한 태양전지는 대부분 유기 소재를 기반으로 제작됐지만, 저렴한 대신 효율성이 떨어지는 단점 때문에 무기 소재를 활용한 연구가 활발했다. 연구팀은 대표적인 무기 소재로 신뢰성과 변환효율 등의 장점이 있는 갈륨비소를 활용해 연구에 착수했다.

연구팀이 새로 개발한 유연한 태양전지는 유연한 기판위에 증착되는 금속의 스트레스를 이용한 비교적 간단한 ELO(Epitaxial lift-off) 공정을 이용했으며 고효율의 n-on-p 구조를 갖고 있다.

또한 전력변환 효율이 22.08%로 세계적 수준이고 유연성, 경량화에도 강점을 가지고 있다. 공정에서 사용되는 단단한 갈륨비소 기판은 재사용이 가능해 제조비용도 획기적으로 절감할 수 있다.

연구팀은 “이 태양전지는 얇은 필름 형태인데도 높은 효율과 유연성, 가벼운 무게로 무인항공기와 휴대용 전자기기 등 상용화에도 유리하다”고 설명했다.

한편 태양전지 개발성과는 지난 7월 말 네이쳐(Nature)지에서 발간하는 싸이언티픽리포트(Scientific Reports)에 게재됐다.