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<p>[한경닷컴 콤파스뉴스=이승현 기자] 국내 연구진이 태양전지 광전환 효율을 2배 가까이 끌어올릴 수 있는 원천 기술을 개발했다.</p>
<p>한국연구재단은 25일 한양대 방진호 교수 연구팀이 '금 나노클러스터 감응형 태양 전지'의 작동 원리를 규명했다고 밝혔다. 이는 이전보다 2배 가까이 광전환 효율을 높이는 기술로 세계 최초의 성과다.</p>
<p>금 나노클러스터는 분자와 같은 물리적 성질을 갖는 2나노미터(㎚·10억분의 1ｍ) 이하 크기의 금 입자다.</p>
<p>그동안 이를 이용한 태양광 전환 시스템은 친환경적 특성과 화학적 안전성이 있었던 반면 태양전지의 '전극계면' 현상에 대한 이해가 없어 광전환 효율이 낮았다.</p>
<p>방진호 교수 연구팀은 전극계면에서의 전하 이동과 재결합에 대한 근본적인 연구가 이뤄지지 않아 광전환 효율을 더 증가하기 어렵다는 문제의식에서 출발, 광흡수율과 전극계면에서의 전하 재결합, 전하 이동 등 핵심적인 현상에서 최적의 입자 크기가 있다는 사실을 처음으로 확인했다.</p>
<p>연구팀은 아울러 태양전지 광전환 효율 증대에 결정적인 역할을 하는 금 나노클러스터가 금 원자수 18개로 구성된 'Au18(SR)14'라는 사실을 규명했다.</p>
<p>이는 학계의 예측과 달리 '아이오딘계 전해질'이 금 나노클러스터의 화학적 안전성을 저해하지 않으면서 광전환 효율 향상에 중요한 역할을 하고 있다고 연구팀은 덧붙였다. 아이오딘계 전해질은 염료 감응형 태양전지에서 보편적으로 사용되는 전해질이다.</p>
<p>이 같은 연구를 토대로 광전환 효율을 기존보다 2배 가까이 높은 3.8％까지 끌어올릴 수 있었다고 방 교수는 전했다. 광전환 효율이 높으면 에너지 전환 효율도 높아진다.</p>
<p>연구재단 측은 "인류의 미래 에너지난 해결에 공헌하면서 금 나노클러스터를 통한 다양한 분야에 확대 적용할 수 있는 연구"라며 "차세대 태양광 전환 기술로 크게 주목받을 것으로 기대한다"고 부연했다.</p>
<p>한편 이번 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단의 신진연구자지원사업·선도연구센터지원사업 지원을 받아 진행됐으며 화학 분야 권위적 학술지인 '미국화학회지(Journal of the American Chemical Society)'에 1월 13일자로 발표됐다.</p>
이승현 한경닷컴 QOMPASS뉴스 기자 shlee4308@asiaee.net
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