국내 연구진, 양자점 활용 유무기 혼합 소자 개발…태양전지 재료 가격 인하 기대

아주경제 김봉철 기자 = 비싼 태양전지의 재료 가격이 앞으로 내려갈 길이 열렸다.

한국과학기술연구원(KIST)은 전북분원 복합소재기술연구소 소프트혁신소재연구센터의 손동익 박사팀이 차세대 나노 소재인 양자점을 활용한 유무기 혼합 태양전지 소자를 개발했다고 23일 밝혔다.

양자점은 수 나노미터(㎚·10억분의 1ｍ) 크기 구 형태의 반도체 나노입자로 높은 효율과 빠른 광자 방출 등으로 차세대 양자정보 통신 기술로 주목받고 있다.

지금까지는 무기 태양전지인 실리콘계 전지가 주로 쓰였지만 제작 공정이 복잡하고 재료 가격도 비싸다는 단점이 있었다.

이에 반해 유기 태양전지는 가공이 쉽고 재료가 다양하고 가격도 저렴해 경제성이 높았지만 상대적으로 빛을 전기로 바꾸는 광전환 효율이 낮고 오래 사용할 경우 안전성이 떨어진다는 문제가 있다.

손 박사팀은 유기태양전지의 표면 위에 카드뮴 셀레나이드(CdSe) 단일층을 얹어 유무기 혼합형 구조를 만듦으로써 광전환 효율을 20% 높이고 안전성도 개선하는 등 문제점을 해결했다.

손 박사는 “단일층 양자점을 이용해 광에너지 전환 효율을 높이고 유기태양전지의 내구성을 획기적으로 개선시켰다”면서 “후속으로 연구 중인 차세대 재료 그래핀 양자점과의 복합구조를 가진다면 유기태양전지의 상업화에 크게 기여할 것”이라고 기대했다.

이번 연구성과는 에너지재료분야 권위지인 ‘선진에너지소재(Advanced Energy Materials)’ 9월 11일 온라인판에 게재됐다.