▲ 하부층 소재에 따라 크게 영향을 받는 CdS 반도체의 형상, 맞춤설계 구조 및 CIGS 박막태양전지 구조 모식도.

국립 한밭대학교(총장 최병욱) 신소재공학과 정중희 교수가 광전류를 이용한 면저항 측정 기술을 개발해 태양전지 분야에 폭 넓게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

박막의 특성은 하부층 재료가 무엇이냐에 따라 크게 영향을 받게 된다.

▲ 한밭대 정중희 교수.

이로 인해 다층박막구조에서 직접 박막의 면저항을 측정할 수 있는 기술이 요구되고 있으나 기존에 알려진 면저항 측정 기술은 부도체 기판에 형성된 단일층 박막분석에 사용하는데 한정되어 있었다.

정중희 교수는 맞춤 설계된 다층박막구조에서 광전류를 측정하여 면저항을 측정할 수 있는 기술을 개발하였고, 이를 CIGS 박막태양전지에 성공적으로 적용했다.

박막태양전지에 주로 사용되는 황화카드뮴(CdS) 반도체는 하부층 소재에 따라 성장 거동이 판이하게 달라져 CIGS 박막태양전지 구조 내에서 직접 CdS 반도체 박막의 면저항을 측정해야만 한다.

정 교수는 맞춤 설계된 구조에서 측정한 광전류와 CIGS 박막태양전지에서 측정한 단락전류밀도, 채움인자, 개방전압으로 표현되는 CdS 박막의 면저항 반실험식을 고안했고, 이 기술은 다양한 형태의 박막태양전지와 다이오드 분야에 널리 활용될 수 있을 것으로 평가받고 있다.

한편, 해당 논문은 ‘Lateral photocurrent method for directly measuring the sheet resistance of a junction partner for a chalcogenide light absorber in a thin-film solar cell’로 미국물리학회에서 발행하는 ‘Physical Review Applied’ 2022년 3월 21일자 온라인판에 게재됐다. ［대전경제=한혜빈］