KAIST는 EEWS 대학원 이정용 교수 연구팀이 차세대 유기박막 태양전지의 효율을 높일 수 있는 기술을 개발했다고 29일 밝혔다.
기존 실리콘 반도체를 기반으로 한 태양전지는 경제성이 낮아, 저렴한 비용으로제작할 수 있는 대체 태양전지를 개발하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.
유기박막 태양전지는 고분자 유기물을 기반으로 제작된 태양전지로, 가볍고 유연한데다 제작 비용이 저렴해 차세대 태양전지로 각광받고 있다.
하지만 빛을 흡수할 수 있는 층이 수십 나노미터(10억분의 1ｍ) 수준으로 얇아광변환 효율이 낮다는 한계가 있었다.
이 교수 연구팀은 유기박막 태양전지에 10~100나노미터의 다양한 크기의 금속나노입자를 적용하는 방법으로 광 흡수율을 증가시키는데 성공했다.
연구팀은 금속나노입자의 플라즈몬 빛 산란 현상(금속나노재료가 갖고 있는 빛이 사방으로 흩어지는 특성) 때문에 나노입자의 크기가 커질수록 태양전지의 효율이증가하다가 70나노미터 크기에서 가장 높은 효율성을 보인다는 것을 실험적으로 증명했다.
이번에 개발한 기술을 적용한 결과, 광변환 효율이 6.4% 태양전지의 경우 7.6%로 높아졌으며, 7.9% 태양전지는 8.6%로 향상됐다.
이 교수는 "저렴한 공정으로 나노입자를 적용했기 때문에 대면적 태양전지에도쉽게 적용할 수 있다"면서 "유기박막 태양전지의 상용화를 앞당길 수 있을 것으로기대한다"고 말했다.
이번 연구결과는 세계적 학술지 네이처의 자매지인 '사이언티픽 리포트(Scientific Reports)' 지난 25일자 온라인판에 실렸다.
jyoung@yna.co.kr(끝)<저 작 권 자(c)연 합 뉴 스. 무 단 전 재-재 배 포 금 지.>
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