태양전지 효율 높이는 양자점 개발했다

국내 연구진이 태양전지의 효율을 높이고 발전단가를 낮출 수 있는 양자점 박막을 손쉽게 만들 수 있는 기술을 개발했다.

한국기계연구원 나노응용역학연구실 정소희 박사팀은 안정성이 뛰어나 흡수 및 발광파장을 조절할 수 있는 나노미터 크기의 반도체 결정인 양자점을 쉽게 만들 수 기술을 개발했다고 21일 밝혔다.

이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 15일자에 실렸다.

양자점 태양전지는 양자점 소재를 표면에 입혀 태양전지에 적용한 것으로 기존 실리콘 태양전지보다 효율이 높고 발전단가를 낮출 수 있어 많은 과학자들이 연구하고 있다. 그러나 현재 개발 중인 양자점 박막은 불안정성이 커서 효율이 들쭉날쭉해 상용화하기 쉽지 않았다.

연구팀은 광학적, 전기적 특성이 뛰어난 원소주기율표 3족 원소와 5족 원소를 이용해 양자점 잉크와 박막을 만든 뒤 양자점 태양전지를 만들었다.

3~5족 원소가 화합물을 이루고 있는 반도체물질들은 가전제품이나 휴대폰 등 기기의 소형화에 많이 활용된다. 이렇게 만든 양자점 박막은 대기에 노출되어도 전하 농도가 보존돼 전기적 특성이 우수한 것이 확인됐다.

정소희 박사는 “이번에 개발된 3~5족 양자점 잉크와 박막은 대기에 노출된 상태에서도 전하 농도 보존성이 우수하고 크기 조절을 통해 전하를 조절할 수 있어 태양전지는 물론 광센서 등 다양한 광전자 응용분야에서 사용될 것”이라고 말했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr