파이오니어 융합연구단 선정
한양대학교 이정호 교수는 신재생에너지 분야 중 태양전지에 대한 신기술을 개발해 낸 인물로서 최근 교육과학기술부가 추진중인 ‘미래유망융합기술 파이오니어사업’에 ‘미래형 태양광 열전통합나노소자’라는 주제로 최종 선정됐다. 이정호 교수팀은 향후 6년 간 매년 10억 원 내외의 예산을 지원받아 글로벌 기술시장 선점이 가능한 국제원천특허 확보를 위해 노력할 예정이다.
이정호 교수가 개발한 태양전지는 실리콘 와이어를 기반으로 한 태양전지로 박막형의 효율성을 끌어올려 경제성과 효율성의 문제를 극복했다. 기존의 태양전지에 사용되는 실리콘 기판형과 박막형은 99.99999% 이상의 고순도 실리콘을 사용해야 하기 때문에 기판형은 가격 면에서, 박막형은 효율 면에서 문제가 있다고 지적되고 있다. 그러나 이 교수가 제안한 와이어형의 경우 99.99~99.9% 저순도 실리콘으로 제작해도 고순도 실리콘에 비해 효율의 저하가 최소화되는 나노 구조를 활용하고 있다.
이 점에 착안해 이 교수는 저렴한 가격에 제조가 가능한 나노 와이어를 기반으로 하는 새로운 태양전지 기술을 개발했다. 나노기술을 이용한 실리콘 와이어형 태양전지는 생산 단가가 기존 고순도 실리콘에 비해 20분의 1에서 40분의 1에 불과한 저순도 실리콘을 활용해 현재의 고순도 실리콘을 활용한 박막형 태양전지의 최고 수준인 10% 정도의 효율을 이미 연구실에서 구현하고 있다. 도핑 기술이 최적화된 계산에 의한 효율은 20% 정도를 보여줄 것으로 예상되고 있다. 이 기술은 기존의 태양전지 기술을 획기적으로 극복할 수 있는 것으로 세계적인 평가를 받고 있어, 올 12월에 세계 최고권의의 반도체 소자학회인 International Electron Device Meeting (IEDM)에 태양전지 세션에 주요 발표 논문으로 최종 채택되었다.
나노기술을 이용한 실리콘 와이어형 태양전지는 경제성과 효율성 이외에도 원천 기술을 개발했다는 점에서 의미는 크다. 이 교수는 “태양전지 관련 산업은 현재 국내뿐만 아니라 해외에서도 많은 관심을 갖는 산업이기에 상당한 수요가 예상 된다”고 전하며 “이는 국내 태양전지산업뿐만이 아닌 해외의 태양전지 산업에도 새로운 패러다임을 제시할 수 있는 계기가 될 것으로 본다”고 말했다. 이 교수는 연구실 실험 결과를 통해 효율성이 입증된 와이어형 태양전지를 관련 대기업과 연계해 8인치 크기 이상의 기판을 사용하는 파일럿 규모에서 산업
이미 태양전지 원천 기술 특허권을 4편 정도 등록한 이 교수는 현재 3편을 추가로 출원 준비하고 있다. 또한 해외 특허도 출원 중으로, 국내를 비롯해 태양전지의 원천 기술을 지닌 외국과의 경쟁에도 뒤처지지 않을 준비를 하고 있다. 신·재생에너지 분야 중 태양전지에 대한 선점의 계기가 국내 최초로 마련된 셈이다.
그러나 국내 산업계에서는 실리콘 박막과 기판에서 신개념인 와이어형으로 전환하는데 많은 어려움이 있을 것으로 예상하고 있다. 아직까지 실험적 단계이며 산업계의 검증이 충분하지 않다고 보고 있기 때문이다. 이는 국내 관련 기업들의 실험 실패의 문책성과 매출과의 연계성에 따른 실험 정신이 부족한 면을 단적으로 보여주는 것이라고 볼 수 있다.
이 교수는 “와이어 기반의 대용량 기판 제작과 생산성 등을 통해 대량생산의 가능성을 증명해 낼 수 있다”며 기업의 인식 전환을 강조했다.
