UNIST 연구진이 소자 효율을 기존 대비 갑절가량 높인 역구조 양자점 태양전지를 개발했다.
주역은 김진영, 박종남 에너지 및 화학공학부 교수와 브라이트 워커 연구원, 김기환 석·박사 통합과정생(이하 김진영 교수팀)이다.
김진영 교수팀은 액체 상태의 산화아연을 공기 중에서 합성하고, 이를 양자점 위에 코팅하는 방식으로 역구조 양자점 태양전지의 소자 효율을 크게 높였다. 이렇게 만든 태양전지는 소자 효율이 4.31%에 달해 기존 양자점 태양전지 소자효율 2.47%보다 1.7배나 높다.
김진영 교수팀의 역구조 양자점 태양전지는 제작 비용이 저렴하고 높은 에너지 변환 효율을 얻을 수 있다. 활성화 에너지가 높은 물질인 ‘디 에틸 아연’을 공기 중에서 합성할 수 있어 기존 고온의 열처리 과정 없이 태양전지 제작이 가능하기 때문이다.
또 태양전지 내 양자점과 산화아연의 구조를 역으로 바꿔 전극 위에 코팅한다는 점에서 전극을 고가의 금이 아닌 저가 알루미늄으로 대체할 수 있다. 박막으로 제작 가능해 다양한 분야로도 응용 가능하다.
김진영 교수는 “저온 공정이 가능하고, 저렴한 알루미늄을 전극으로 사용할 수 있는, 양자점 태양전지 상용화의 길을 열었다”며 “미래 태양전지 산업을 이끌 원천기술로 광전자소자 개발 선도국과의 격차도 크게 줄일 수 있을 것”이라고 말했다.
한편, 이번 연구는 산업통상자원부와 한국에너지기술평가원의 에너지국제공동연구사업의 일환으로 수행됐다. 연구 성과를 담은 논문은 지난달 말 ‘어드밴스트 머티리얼스’ 온라인 판에 실렸다.
울산=임동식기자 dslim@etnews.com
