화학뉴스

국내 연구진이 정전기를 이용해 태양전지 기판과 미세전극의 들뜸 문제를 해결하고 효율을 향상시킬 수 있는 미세전극 인쇄 기술을 개발했다.
부경대 인쇄정보공학과 신동윤 교수와 한국에너지기술연구원 송희은 박사팀은 전극소재를 요철이 형성된 태양전지 표면에 밀착시켜 인쇄함으로써 효율을 높이는데 성공했다고 12월30일 발표했다.
태양전지 기판에 인쇄되는 전극은 태양전지를 최소한으로 가려 태양빛을 많이 받을 수 있게 미세할수록 유리하다.
미세전극은 인쇄하고 싶은 모양대로 미세한 구멍을 뚫은 필름을 태양전지 위에 덮고 필름 구멍으로 전극 소재를 힘을 가해 밀어 넣어 인쇄하는 스크린인쇄 방식이 주로 사용되고 있으나 인쇄 시 가해지는 압력 때문에 점점 얇아지는 태양전지가 깨지기 쉬운 단점이 있다.
최근에는 치약을 짜듯 전극소재를 미세한 노즐에 통과시켜 태양전지에 살짝 올려놓는 <비접촉 디스펜싱> 인쇄 기술이 개발되고 있지만 전극소재가 너무 묽으면 태양전지 표면에 퍼져버리고 너무 뻑뻑하면 태양전지에 잘 밀착되지 않는 문제가 있었다.
연구진은 전극소재가 통과하는 미세 노즐에 양극을, 태양전지 기판에 음극을 연결해 노즐에서 나오는 전극소재가 정전기 힘으로 태양전지 표면에 밀착되게 했다.
해당 기술을 이용하면 치약보다 뻑뻑한 농도의 전극소재도 요철이 있는 태양전지 표면에 들뜸 없이 밀착 인쇄되고 효율이 13.7%에서 17.2%로 높아지는 것을 확인했다.
신동윤 교수는 “연구는 실리콘(Silicone) 태양전지에 힘을 가하며 전극을 인쇄하는 방법을 대체하기 위한 차세대 미세전극 인쇄공정·소재를 개발한 것”이라며 “해당 기술을 현재 상용화돼 있는 태양전지 제조공정에 적용하기 위해 후속연구를 진행할 계획”이라고 밝혔다.
한국연구재단 기초연구사업 지원으로 수행된 연구 결과는 11월18일자 온라인판에 게재됐다.