성대 연구팀, 태양전지 3차원 결함 분석법 세계 최초 개발

2016.08.02

성균관대 정보통신대학 허성 박사(제1저자), 최병덕 교수(교신저자·사진)연구팀이 태양전지에 사용되는 CuInGaSeS 구조에서의 에너지 결함을 분석하고 결함의 깊이에 따른 분포, 모양 등의 3차원 이미징 구현을 성공했다. 이같은 신 분석기법을 통해 메모리 반도체, 태양전지 등 소자층에서 성능에 직접적으로 영향을 미치는 결함(defects)의 역할을 규명할 수 있는 길을 제시했다.

2일 성균관대에 따르면 이번 연구는 허성 박사, 최병덕 교수, 삼성 SDI 이동호 박사가 주도하고 동국대 조훈영 교수, 충북대 강희재 교수가 참여했으며 영국 네이처 자매지 'Scientific Report'에 8월 1일자로 게재됐다. 논문 제목은 에너지 준위 분석을 이용한 Cu(InGa)(SeS)2 박막의 3차원 결함(Defect visualization of Cu(InGa)(SeS)2 thin filns using DLTS measurement)이다. 

태양 전지 소자의 결함이 효율에 미치는 영향에 대해서는 그동안 많은 연구가 이뤄져 왔다. 그러나 이러한 결함이 소자의 성능과 직접적으로 어떤 영향을 미치는지에 대한 연구는 쉽지 않았다. 특히 이 결함에 대한 측정방법이 아직까지 제대로 정립이 되지 않아 이러한 분야의 분석을 확립하는데 많은 어려움이 있었다.

이번 연구에서는 깊은 준위 천이 분석법(DLTS)을 이용해 미량의 결함을 정량적으로 분석하고 흡수층에서의 깊이별로 이미징하는데 성공했다. 이러한 결함 이미징을 통해 직접적으로 태양전지의 성능에 영향을 미치는 결함의 종류(어셉터 또는 도너 타입)를 판별할수 있는 기술을 확립했다.

성균관대측은 "이 기술은 향후 메모리 반도체, 태양전지, 디스플레이 소자의 신뢰성 및 수명 향상에 큰 기여를 할 수 있을 것"이라며 "메모리 반도체, 디스플레이, LED 분야에서의 결함 연구는 소자의 특성에 직접적으로 관계가 되며 반도체 소자의 집적도, 수명, 효율향상에 기여할 수 있을 것으로 기대된다"고 밝혔다. 

http://www.fnnews.com/news/201608020928315962