韓 연구팀, 고효율 실리콘 태양전지 결함 형태 첫 규명 작성일 11-20 41 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="2m9XwP1yeN"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="d2d6d0c84a5ffa21dac2409d2a39923504548a3329ee617214f5d12fb8e4b252" dmcf-pid="Vs2ZrQtWia" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="연구진이 제작된 실리콘 이종접합 태양전지의 품질을 검사하고 있다. 에너지연 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202511/20/dongascience/20251120133951560mubj.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="byBlgbTsec" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202511/20/dongascience/20251120133951560mubj.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 연구진이 제작된 실리콘 이종접합 태양전지의 품질을 검사하고 있다. 에너지연 제공 </figcaption> </figure> <p contents-hash="1088041c57cc0dd82476de4cbac4912286397fc865159be0568cbe0dd915f7ba" dmcf-pid="fOV5mxFYRg" dmcf-ptype="general">국내 연구팀이 서로 다른 형태의 실리콘을 접합해 만든 고효율 태양전지의 결함 형태가 두 가지라는 사실을 처음으로 규명했다. 태양전지 효율 저하의 원인인 결함을 억제하는 기술로 확장해 탠덤·페로브스카이트 등 차세대 태양전지 효율 향상에도 기여할 것으로 기대된다.</p> <p contents-hash="47406f7750f943fda135f9ab4a743abba5ee170120b43d95a9fb78090d65a853" dmcf-pid="4If1sM3Gno" dmcf-ptype="general"> 한국에너지기술연구원은 송희은 태양광연구단 책임연구원팀이 김가현 충북대 물리학과 교수팀과 공동으로 실리콘 이종접합 태양전지(SHJ)에서 나타나는 결함 형태를 처음으로 규명했다고 20일 밝혔다. 연구결과는 7월 23일(현지시간) 국제학술지 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈'에 공개됐다.</p> <p contents-hash="55faa0b69a3bcc9e76e1ef74917af44f587ba812780cb5b3f338ab69e1d41220" dmcf-pid="8C4tOR0HML" dmcf-ptype="general"> 태양전지에서 발생하는 다양한 결함은 빛이 전기에너지로 변환되는 효율을 감소시킨다. 표면을 코팅해 결함을 제어하는 '패시베이션' 기술 개발이 활발하지만 태양전지의 종류마다 발생하는 결함의 형태와 특성을 이해하는 것이 과제다.</p> <p contents-hash="568dd74c37555b32460a880f4a264b50982c90db508c68ecdd7eb3899bdb5818" dmcf-pid="6h8FIepXMn" dmcf-ptype="general"> 기존 결함 분석법인 심층준위과도분광(DLTS)은 태양전지에 순간적으로 전압을 가해 일시적으로 성질을 변화시키고 소자가 정상으로 돌아올 때까지의 반응(과도응답)을 측정해 결함을 파악한다. 기존에는 전압을 가한 후 정상으로 돌아오기까지의 시간이 밀리초(ms, 1000분의 1초) 수준으로 매우 짧아 전체 과도응답을 관찰하기 어려웠다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="dbd5843d9864a2c925d63673c1aa20b60feae448d5f9159de6e7bbb613b76698" dmcf-pid="Pl63CdUZii" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="연구진이 실리콘 이종접합 태양전지의 결함을 분석하고 있다. 에너지연 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202511/20/dongascience/20251120133952825ggfj.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="K9cP0sMVLA" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202511/20/dongascience/20251120133952825ggfj.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 연구진이 실리콘 이종접합 태양전지의 결함을 분석하고 있다. 에너지연 제공 </figcaption> </figure> <p contents-hash="9540cfc156e07c328ed2edf9d47185476fb29cb39e25b48b36432e72310198c7" dmcf-pid="QSP0hJu5eJ" dmcf-ptype="general">기존 방식은 단순한 소자 분석에는 적합하지만 실리콘 이종접합 태양전지나 탠덤 태양전지처럼 결함이 복합적으로 나타나는 소자를 분석할 때 한계가 있다.</p> <p contents-hash="af53231448745b5fba14c2f2541c15b4121a929b15a45f60e42ff4d445aa4d10" dmcf-pid="xvQpli71Rd" dmcf-ptype="general"> 실리콘 이종접합 태양전지는 원자가 규칙적으로 배열된 결정질 실리콘층과 불규칙적으로 배열된 비정질 실리콘층을 접합해 만든 태양전지로 실리콘 태양전지 중 효율이 가장 높은 것으로 평가된다. 탠덤 태양전지는 페로브스카이트와 실리콘을 쌓아 만든 차세대 태양전지다.</p> <p contents-hash="43f493317a5f2577afd60b9e2691374a7dbee4b4064e799e9aa5065fc1f78373" dmcf-pid="yPTj8ZkLMe" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 기존 분석 방식을 고도화하고 태양전지에서 발생하는 과도응답 전체 과정을 정밀 분석해 그동안 한 종류로 가정됐던 실리콘 이종접합 태양전지의 핵심 결함이 두 가지 결함의 중첩 형태라는 사실을 처음으로 밝혀냈다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="d9b173724e56f9188160c74729e6639c3351e3de05722c8fcc264caf4d426593" dmcf-pid="WAuvN9WIJR" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="실리콘 이종접합 태양전지 단면과 연구진이 확인한 결함의 두 가지 형태. 에너지연 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202511/20/dongascience/20251120133954133bzpt.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="9O2ZrQtWJj" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202511/20/dongascience/20251120133954133bzpt.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 실리콘 이종접합 태양전지 단면과 연구진이 확인한 결함의 두 가지 형태. 에너지연 제공 </figcaption> </figure> <p contents-hash="b8124176670dc66ccb607eb55ba50801001b135072beccf61d605b41d8d04125" dmcf-pid="Yc7Tj2YCdM" dmcf-ptype="general">연구팀은 결함을 발생 위치와 결함 영역 원자의 결합 상태 등이 다른 '깊은 결함', '얕은 결함'으로 구분했다. 태양전지 제조 공정과 소자 구동에 따라 원자 간 결합 상태가 변하며 태양전지에 포함된 수소가 결함 상태 변화의 핵심 요인으로 작용한다는 것을 실험으로 증명했다. 결함의 양보다는 형태와 변환 과정을 중심으로 패시베이션 전략을 짜야 한다는 것이다.</p> <p contents-hash="b9799fee16b2cfd4b660d4f57708a9f2a9a24b13295b46a538eda74dc223fdab" dmcf-pid="GkzyAVGhix" dmcf-ptype="general"> 송 책임연구원은 "고효율 실리콘 이종접합 태양전지 개발을 가속화하고 에너지연의 독자 기술을 이용해 세계 최고 수준의 적층형 태양전지를 구현할 수 있을 것으로 기대한다"고 밝혔다.</p> <p contents-hash="2e82ecefd0d1a9059ef20df2e204af1749c0c26443a6a42a8c64b8012b2f0d54" dmcf-pid="HEqWcfHlMQ" dmcf-ptype="general"> 김 교수는 "이번 연구를 통해 결함과 패시베이션의 관계를 근본적으로 이해할 수 있다"며 "개발된 분석 방식을 태양전지뿐 아니라 센서, 발광다이오드(LED) 및 상보성금속산화막반도체(CMOS) 소자 등 다양한 반도체·디스플레이 응용 분야로 확장할 수 있을 것"이라고 말했다.</p> <p contents-hash="77636ce40c2ebd3261003fc89aa5ede239e4293b18a32a35c785de17584d4501" dmcf-pid="XDBYk4XSnP" dmcf-ptype="general"> <참고 자료><br> - doi.org/10.1002/adfm.202508814</p> <p contents-hash="e20777700dba62506151d983697d1cd6793e4a37456186e123437e70a228ae3c" dmcf-pid="ZwbGE8ZvL6" dmcf-ptype="general">[이병구 기자 2bottle9@donga.com]</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 천명훈, 소월에 기습 뽀뽀 시도…"억지로 하지 마" 11-20 다음 “현 시점 가치 기준으로 대가 산정돼야”···때아닌 주파수 재할당 논란 왜? 11-20 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
