가톨릭대학교(총장 최준규)는 에너지환경공학과 이강민 교수가 투명하고 휘어지는 실리콘 태양전지 기술의 연구 동향과 발전 방향을 정리한 리뷰 논문을 발표했다고 밝혔다.

논문은 에너지 분야 국제학술지인 ‘어드밴스드 에너지 머티리얼즈(Advanced Energy Materials)’에 게재됐다.

결정질 실리콘 태양전지는 높은 효율과 안정성으로 현재 태양광 시장의 주력 기술로 자리 잡고 있다. 그러나 빛을 강하게 흡수하는 특성과 소재의 취성 때문에 건물 외벽이나 창문, 웨어러블 기기 등 다양한 분야로 활용 범위를 넓히는 데 한계가 있었다.

이 교수는 이번 논문에서 실리콘 태양전지의 형태적 제약을 고정된 물성이 아닌 공학적 설계를 통해 극복할 수 있는 문제로 접근했다.

논문에서는 투명 실리콘 태양전지 분야의 선택적 광투과 기술과 색 중립 투명화 설계, 광손실 저감 전극 구조, 대면적 모듈화 기술 등을 정리했다. 유연 실리콘 태양전지 분야에서는 초박막 웨이퍼 설계와 응력 제어 기술, 반복 굽힘 환경에서의 안정성 확보 방안 등을 종합적으로 분석했다.

특히 기존에는 별도로 연구되던 투명화와 유연화 기술을 하나의 관점에서 통합해 차세대 태양전지 개발 방향을 제시한 점이 특징이다. 또한 탠덤 태양전지와 싱글렛 피션 등 차세대 고효율 기술과의 연계 가능성도 함께 제시했다.

연구팀은 이번 논문이 건물일체형 태양광(BIPV)과 스마트 윈도우, 웨어러블 전자기기, 차량용 전원장치 등 다양한 응용 분야에서 활용될 수 있는 기술 발전 방향을 제시했다는 데 의미가 있다고 설명했다.

이강민 교수는 “투명화와 유연화 기술은 태양전지뿐 아니라 차세대 반도체와 디스플레이 기술에도 적용 가능성이 있다”며 “분산형 에너지 기술과 탄소중립 사회 구현에 기여할 수 있는 연구를 이어가겠다”고 말했다.

한편 이번 연구는 한국연구재단 우수신진연구사업과 정보통신기획평가원 지원을 받아 수행됐다.