목포대, 양자점 전자 수송층 이용 광-안전성 향상 유기태양전지 개발

송정훈 교수팀, 한양대 등 연구팀과 공동 성공…다양한 응용소자 적용 가능성 제시

국립목포대(총장 박민서)는 송정훈 반도체응용물리학과 교수팀이 무연·무카드뮴 공유결합성 Ⅲ-Ⅴ족 양자점의 전자 구조 제어를 이용해 전자만을 선택적으로 운반할 수 있는 전자 수송층을 적용한 광-안정성이 증대된 유기태양전지를 개발했다고 23일 밝혔다.

송정훈 목포대 반도체응용물리학과 교수.
송정훈 목포대 반도체응용물리학과 교수.

양자점(퀀텀닷·Quantum dot)은 나노미터(㎚) 수준의 초미세 반도체 결정으로 디스플레이용으로 쓰이는 재료다. 양자점 재료를 태양전지에 적용하면 기존 결정질 실리콘 태양전지 효율을 뛰어넘을 수 있고, 발전단가를 획기적으로 낮출 수 있다. 하지만 아직까지 태양전지에 적용하는 연구는 대부분 납 또는 카드뮴과 같은 중금속을 포함하고 있는 양자점 재료를 중심으로 진행돼 상용화에 큰 걸림돌이 되고 있다.

기존 및 양자점 전자 수송층이 적용된 유기태양전지 모식도.
기존 및 양자점 전자 수송층이 적용된 유기태양전지 모식도.

송 교수팀은 교신저자로 참여해 최효성 한양대 교수팀, 정소희 성균관대 교수팀, 김영훈 국민대 교수팀과 공동으로 양자점 전자 수송층을 이용한 광-안전성이 향상된 유기태양전지 개발에 성공했다. 연구 내용은 소재과학 분야 저명한 국제학술지 '어드밴스드 에너지 머티리얼스'에 최근 발표했다.

송정훈 교수는 “양자점 전자 구조 이해를 바탕으로 다양한 응용소자 적용 가능성을 제시했다”며 “양자점 활용의 기초적인 연구결과로 활용할 수 있다”고 말했다.

기존 및 양자점 전자 수송층이 적용된 유기태양전지광-안정성.
기존 및 양자점 전자 수송층이 적용된 유기태양전지광-안정성.

무안=김한식기자 hskim@etnews.com