KAIST, 고효율 퀀텀 닷 태양전지 제작 기술 개발
이정용 교수팀 "산소·수분 저항성 갖는 박막 이용"
(대전=연합뉴스) 이재림 기자 = 한국과학기술원(KAIST)은 이정용 EEWS 대학원 교수 연구팀이 산소와 수분에 저항성을 갖는 박막을 이용해 고효율 퀀텀 닷(양자점) 태양전지 제작 기술을 개발했다고 7일 밝혔다.
양자점은 크기가 수 나노미터에 불과할 정도로 미세한 결정체다.
연구팀은 비정질 단분자 박막이 산소와 수분에 높은 저항성을 가진다는 특성을 활용했다.
양자점 태양전지 외부 전극 쪽 전공선택 층을 해당 박막으로 만들었더니 양자점 태양전지 소자 안정성이 향상했다.
공기 중에 노출됐을 때 산소나 수분 침투를 효과적으로 막아주기 때문이라고 연구팀은 설명했다.
단분자 박막은 유기 반도체 증착을 통해 전기전도도도 높일 수 있다.
아울러 비싼 금 전극을 성능 감소 없이 저렴한 은 전극으로 대체할 수 있어서 소자 생산비용도 크게 낮출 수 있다.
연구팀은 해당 기술을 바탕으로 고성능·고 안정성 양자점 태양전지를 제작하는 데 성공했다.
기존 금 전극을 사용한 양자점 태양전지와 비슷한 효율을 보였다.
단분자 박막을 이용한 양자점 태양전지 최고 효율은 약 11.7％였다.
소자를 공기 중에서 약 1년간 보관하더라도 초기 효율 90％ 이상을 유지하는 것도 확인했다.
이 교수는 "양자점 발광소자, 유기 전자소자, 페로브스카이트 소자 등 다양한 분야에 적용할 수 있을 것"이라며 "비교적 저렴한 가격에 만들 수 있는 만큼 고효율 양자점 태양전지 상용화를 앞당기는 데에도 도움이 될 것으로 기대한다"고 말했다.
연구는 한국연구재단 기초연구사업, 기후변화대응기술개발사업, KAIST 기후변화연구 허브 사업 지원으로 수행됐다.
백세웅 박사와 이상훈 박사과정이 공동 1 저자로 참여한 이번 연구는 '에너지＆인바이런멘탈 사이언스' 5월 10일 자 온라인판에 실렸다.
walden@yna.co.kr
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