표준연, CIGS 박막 조성 분석 국제비교 성공적 수행··· 측정불확도 기존 대비 1.5배 향상

표준연 표면분석 연구팀이 박막조성분석 장비인 XPS를 활용해 CIGS 조성분석을 실시하고 있다.<사진=표준연 제공>
표준연 표면분석 연구팀이 박막조성분석 장비인 XPS를 활용해 CIGS 조성분석을 실시하고 있다.<사진=표준연 제공>
국내 연구진이 차세대 에너지원으로 불리는 박막 태양전지의 성분을 정확하게 분석하는 기술을 개발했다.   

한국표준과학연구원(원장 권동일)은 박막 태양전지 물질인 CIGS(구리·인듐·갈륨·셀레늄) 박막의 정량을 분석하는 기술을 개발하고 영국과 독일, 미국, 중국 등 선진 표준기관들이 참여한 국제비교에 성공했다고 30일 밝혔다. 

박막 태양전지는 제조 단가가 저렴하고 효율이 높아 차세대 태양전지로 주목받고 있다. 박막 태양전지 물질인 CIGS의 성분 조성에 따라 태양 전지 효율이 달라지기 때문에 그 성분을 정확하게 측정하는 것이 매우 중요하다. 

연구팀은 구리, 인듐, 갈륨, 셀레늄 원소 각각의 깊이 분포가 균일하지 않은 CIGS 박막을 '전수합산법'이라는 분석기술을 이용해 정량분석에 성공했다. 

또 예비 실험을 통해 전수합산법이 대부분의 표면분석법에 적용될 수 있음을 확인하고 이 방법을 사용한 CIGS 조성분석 국제비교를 주관했다. 

국제비교(KC)는 각 국가의 측정 표준 능력이 어느 정도 일치하는지를 알아보기 위한 일종의 시험으로 국가 간 측정 동등성을 확인하고 소급체계를 확보해 최상위 국제표준을 확립하는 표준기관의 대표적 활동이다. 

연구팀이 개발한 박막 태양전지 인증표준물질(CRM, 특정성분의 함량을 측정·검정하고 품질을 관리하는 데 사용되는 표준물질)을 이용해 국제비교를 진행, 측정불확도(오차 범위)가 기존 분석법에 비해 1.5배 향상된 것으로 나타났다. 

김경중 신기능재료표준센터 박사는 "이번 국제비교 주관은 표준연이 첨단산업 핵심 측정에 대한 국제표준을 선도하고 있음을 보여주는 것"이라며 "추후 차세대 박막 태양전지를 비롯한 첨단소자 개발 과정에 큰 영향을 미칠 것으로 기대한다"고 밝혔다. 

한편 이번 연구성과는 측정과학 전문학술지인 '메트롤로지아(Metrologia)'에 지난달 실렸다.

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