20대 한국인 여성 과학자가 태양전지의 효율을 극복한 신기술을 개발했다. 한 개의 가시광선 광자에서 두 개의 전자를 생산하는 기술로 과학 분야 세계 권위지인 사이언스에 게재됐다.
주인공은 카이스트 출신으로 올해 초 MIT 전자전산학과 박사학위를 취득한 이지예 박사(28)다. 이 박사가 포함된 MIT 연구팀은 `단일항 엑시톤 분열`을 통해 태양전지의 효율을 혁신적으로 향상시키는 데 성공했다.
지난 수십 년간 태양전지 효율과 관련해서는 최적 반도체 단접합에 대한 변환 효율은 절대 34%를 넘을 수 없다는 `쇼클리 퀘이서` 공식이 절대적이었다. 표준형 태양전지는 태양전지에 충돌하는 각각의 광전자가 반도체 내부에서 정확히 하나의 전자를 분리해 낸다. 반면에 이지예 박사 소속연구팀이 개발한 기술은 광자의 충돌로 두 개의 전자를 생산한다.
표준 태양전지에서는 광자가 지니고 있는 초과 에너지가 열로 소모되는 데 반해 새롭게 개발된 시스템에서는 이 초과 에너지가 하나가 아닌 두 개의 전자를 생산하는 데 이용된다.
이 박사팀이 개발한 기술이 상용화되면 현재 25% 수준인 태양광 패널의 효율을 30% 가까이 늘릴 수 있을 전망이다.
최호기자 snoop@etnews.com
