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[IT뉴스]에너지硏, 실리콘 태양전지 결함방지 신기술 개발

온카뱅크관리자

2025-11-20 10:17:34

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">실리콘 이종접합 태양전지 두가지 결함 최초 규명</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="WezM5E8BXU">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="4c8ed27303640f78526019ceb4368639251d89ad72d34c889ef77ba47bf6d777" dmcf-pid="YdqR1D6btp" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="한국에너지기술연구원 연구진이 제작된 실리콘 이종접합 태양전지의 품질을 검사하고 있다.[한국에너지기술연구원 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202511/20/ned/20251120101641940asac.jpg" data-org-width="1280" dmcf-mid="xsS0D65TG7" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202511/20/ned/20251120101641940asac.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            한국에너지기술연구원 연구진이 제작된 실리콘 이종접합 태양전지의 품질을 검사하고 있다.[한국에너지기술연구원 제공]
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="790717405a9dce1a2041a79c8ff64258982b271d8d21b8b66387f000d83c5883" dmcf-pid="GJBetwPK10" dmcf-ptype="general">[헤럴드경제=구본혁 기자] 한국에너지기술연구원 태양광연구단 송희은 박사와 충북대학교 물리학과 김가현 교수 공동 연구팀이 실리콘 이종접합(SHJ) 태양전지 효율 저하의 요인인 결함의 형태를 최초로 규명하는 데 성공했다. 이번 연구 결과는 결함을 억제하는 패시베이션 기술과 연계해 태양전지 효율 향상에 크게 이바지할 수 있을 것으로 전망된다.</p>
          <p contents-hash="6426bd6da4b08ad7216956ee2c44b399dcfa911b47c61ef4f0b89e1b8d030e24" dmcf-pid="HibdFrQ9t3" dmcf-ptype="general">태양전지 내에 발생하는 다양한 결함은 손실을 일으키고 변환 효율과 전력 발생량을 감소시킨다. 이를 방지하기 위한 방법으로 표면 코팅 등의 처리를 통해 결함을 제어하는 ‘패시베이션’ 기술이 사용되며, 알맞게 적용하기 위해서는 각각의 태양전지에 발생하는 결함의 형태와 특성을 완벽히 이해해야 한다.</p>
          <p contents-hash="c8520e8ffdf5536ff724e6ebcbfcbf33b985060b9cb8fe4aab754e1c0714de0e" dmcf-pid="XL9i0sMVGF" dmcf-ptype="general">심층준위과도분광(DLTS, Deep Level Transient Spectroscopy)이라 부르는 기존의 결함 분석법은 태양전지에 순간적으로 전압을 가해 일시적으로 성질이 변한 상태로 만들고, 소자가 정상으로 돌아올 때까지의 반응(이하 ‘과도응답’)을 측정해 분석한다. 그러나 전압이 가해진 후 정상으로 돌아올 때까지의 시간이 밀리초(1천분의 1초) 수준으로 매우 짧아, 전체 과도응답을 측정하지 않고 전압이 가해진 직후와 정상 복귀 시 각 1번씩만 측정하는 방식을 활용해 왔다.</p>
          <p contents-hash="a8070b12599f280790f83ceaee00ee977f230af84b65bf7bbbd174431226330e" dmcf-pid="Zo2npORf5t" dmcf-ptype="general">이는 단순한 구조를 지닌 소자의 분석에 적합하지만, 전체 과도응답을 관찰하지 않아 실리콘 이종접합 태양전지처럼 복합적인 결함을 가지는 소자의 분석에는 걸맞지 않았다. 이에 따라 최근까지도 실리콘 이종접합 태양전지의 결함과 특성은 간접적으로 유추할 뿐 실체를 파악하기 어려웠다.</p>
          <p contents-hash="66054331a97ac8b480f7ae10b940d0c6aab31c6050d42df8675e9a4341f4e3b7" dmcf-pid="5gVLUIe411" dmcf-ptype="general">이를 해결하기 위해 연구진은 기존 분석 방식을 고도화하고 태양전지의 과도응답 전체를 분석하는 새로운 해석 기법을 제안했다. 이를 통해 최근까지 한 종류일 것으로 가정했던 이종접합 태양전지의 핵심 결함은 사실 두 가지의 결함이 중첩된 형태라는 것을 알아냈다. 즉, 실리콘 이종접합 태양전지의 결함이 두 가지의 복합적인 형태로 존재함을 최초로 규명한 것이다.</p>
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="0a8c4d3810d5bdd75fdeb2ac7ecc01e13edbd8b88d26bc8bd8e146dc34476434" dmcf-pid="1afouCd815" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="개발한 실리콘 이종접합 태양전지.[한국에너지기술연구원 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202511/20/ned/20251120101642276nsjw.jpg" data-org-width="1280" dmcf-mid="yZ8azliPZu" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202511/20/ned/20251120101642276nsjw.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            개발한 실리콘 이종접합 태양전지.[한국에너지기술연구원 제공]
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="b920ca1d6e1a86bd0b0f6aeafd459a3459a7d8098d992c6184872abdd1d2c518" dmcf-pid="tN4g7hJ6XZ" dmcf-ptype="general">연구진이 발견한 두 가지 형태는 느린 상(깊은 결함)과 빠른 상(얕은 결함)으로, 두 형태를 각각 분석함으로써 심도, 소자 내 위치, 원자 결합 형태 등 다양한 특성이 서로 다르게 나타나는 것을 확인했다. 이를 통해 패시베이션 기술 연계를 위해서는 결함의 증감 등 정량적 평가와 더불어 소자 특성에 미치는 영향 중심의 질적 평가도 매우 중요하다는 점을 입증했다.</p>
          <p contents-hash="a3513f5fb9edd957879856652f1afdfcdebad928a892af533f14abee175f3f86" dmcf-pid="Fj8azliPZX" dmcf-ptype="general">또 두 형태의 결함은 태양전지의 제조 공정과 소자 구동에 따라 원자 간 결합과 상태가 변화할 수 있다는 것을 밝혀냈다. 특히 태양전지에 포함된 수소가 결함 상태 변화의 핵심 요인으로 작용한다는 것을 실험적으로 증명했다.</p>
          <p contents-hash="970efc3ae5cbf21d3212f65325648ca0a7757a5aae60040e6a49e1ca46c6f761" dmcf-pid="3A6NqSnQYH" dmcf-ptype="general">송희은 박사는 “이번 연구를 통해 고효율 실리콘 이종접합 태양전지 개발을 가속화하고, 나아가 에너지연의 독자 기술을 이용해 세계 최고 수준의 적층형 태양전지를 구현할 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="e4af2f277ea0097f0412ab1836a3a13f7fd03cc24bba44fa3cfa0fad3ed4c8fd" dmcf-pid="0cPjBvLxYG" dmcf-ptype="general">이번 연구결과는 재료과학 국제학술지 ‘어드밴스트 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials) 10월호 표지 논문으로 선정됐다.</p>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 헤럴드경제. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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