과학자들은 태양전지에서 전지 효율성과 내구성을 크게 향상시키는 AZO 및 i-ZnO/AZO 이중층 구조를 생성하는 기술을 개발했습니다. 연구팀은 기판 온도 상승을 피하는 저전력 증착 방식을 사용해 우수한 투과율과 함께 9.53%의 전력 변환 효율을 달성했다.

국제 연구팀이 디자인한 구리 인듐 갈륨 디셀레나이드(CIGSe) 태양전지 초박형 알루미늄 도핑 기반 산화 아연 (AZO) 면저항이 강한 필름입니다.

해당 연구의 교신 저자인 Ganesh Regmi는 “우리는 전지에 사용되는 AZO 및 i-ZnO/AZO 이중층 구조의 생산을 위해 저전력 증착 방법을 사용했습니다.”라고 말하면서 이 접근법은 전지 효율과 내구성을 향상시키기 위한 것이라고 지적했습니다. "이 기술을 활용함으로써 목표는 황화 카드뮴(CdS) 층에 원자 주입 및 단락 가능성과 같은 부작용으로 이어질 수 있는 기판 온도 상승을 방지하는 것입니다."

과학자들은 이 기술을 사용하면 태양전지 층의 무결성에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 기존 방법의 관례적인 관행인 증착 후 처리가 필요하지 않다고 말했습니다. Regmi는 “전통적인 고효율 CIGS 박막 태양전지에서는 200-300 nm 두께의 비교적 두꺼운 ZnO 층이 일반적으로 창 층으로 사용됩니다.”라고 설명했습니다. 그러나 이 접근법은 태양전지의 유연성을 제한하여 특정 응용 분야에 적합하지 않게 만듭니다.

연구진은 몰리브덴(Mo), CIGSe 흡수체, 황화카드뮴(CdS) 완충층, 산화아연(i-ZnO) 윈도우층, 산화아연(ZnO) 필름으로 구성됐다. 이 장치는 9.53%의 전력 변환 효율, 530mV의 개방 회로 전압, 단락 전류 밀도는 27.34mA/cm2이고 충전율은 65.78%입니다.

학계에서는 AZO 필름이 우수한 투과율과 우수한 결정질 형태는 물론 놀라운 전기 전도도를 나타냈다고 주장했습니다. "이 결과는 제안된 방법의 성공적인 구현을 검증하고 이 접근 방식의 잠재적 실행 가능성에 대한 증거를 제공합니다"라고 Regmi는 말했습니다.

그들은 Memories – Materials, Devices, Circuits and Systems에 게재된 “유연한 Cu(In,Ga)Se2 태양전지를 위한 무선 주파수 스퍼터링으로 증착된 알루미늄 도핑 산화아연(AZO) 초박막” 연구에서 이 장치를 설명했습니다. 이 그룹에는 멕시코 국립 폴리테크닉 연구소(Cinvestav)의 연구 및 고급 연구 센터와 네팔 트리부반 대학교의 과학자들이 포함되어 있습니다.