저단가 고효율 실현…차세대 전지 상용화 열어
UNIST(총장 조무제)는 에너지ㆍ화학공학부 김진영(43), 박종남(38) 교수 등이 참여한 공동 연구팀이 액체상태의 산화아연을 공기 중 합성하고, 이를 양자점 위에 코팅하는 방법으로 역구조 양자점 태양전지를 세계 최초로 개발했다고 4일 밝혔다.
공동 연구팀이 개발한 역구조 양자점 태양전지의 소자 효율은 4.31%로 기존 양자점 태양전지 소자효율인 2.47%보다 약 1.7배 이상 향상된 수치다.
기존 무기물 태양전지들은 높은 제작 단가에 비해 낮은 효율을 띄는 단점이 있는 반면 이번에 개발한 역구조 양자점 태양전지는 제작비용이 저렴하고, 높은 에너지 변환 효율이 가능하다. 또한 박막으로 제작이 가능해 다양한 분야에 응용할 수 있다.
이번 연구는 활성화 에너지가 높은 물질인 ‘디 에틸 아연’을 공기 중에서 산화아연과 합성, 높은 온도의 열처리가 없이도 양자점 태양전지의 제작이 가능하다. 더불어 태양전지 내 양자점과 산화아연의 구조를 역으로 바꿔 전극 위에 코팅함으로써 태양전지 전극에 고가의 금이 아니라 저가의 알루미늄 사용이 가능하다.
김진영 교수는 “이번에 개발한 태양전지는 저온에서 공정이 가능하고, 값싼 알루미늄을 전극으로 사용할 수 있어 차세대 태양전지로 각광 받는 양자점 태양전지의 상용화에 길을 열었다”라고 말했다.
김 교수는 또 “미래 태양전지 산업을 이끌어갈 원천기술로써 차세대 광전자소자 개발 선도국과의 격차를 줄일 수 있을 것”이라고 덧붙였다.
한편 이번 연구결과는 산업통상자원부와 한국에너지기술평가원이 추진하는 에너지국제공동연구사업의 지원을 받아 수행됐으며, 세계적 권위의 ‘어드밴스드 머티리얼스’ 저널 온라인 판에 지난달 말 게재됐다.
목상균기자 sgmok@hk.co.kr
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