KAIST 연구팀 '고효율 유기박막 태양전지' 개발

이정용 교수팀, 플라즈모닉 현상 이용해 전지효율 20% 끌어올려

KAIST 연구팀이 유기박막 태양전지 효율을 높일 수 있는 기술을 개발했다. 금속 나노입자의 플라즈모닉(빛 전방 산란) 효과를 이용해 전지 효율을 20% 끌어올릴 수 있게 됐다.

29일 KAIST에 따르면 이정용 교수(사진) 연구팀은 이 같은 내용의 고효율 전지 개발에 성공했다. 플라즈모닉 현상으로 인한 효율 증가 원인을 밝혀내 유기박막 태양전지 상용화를 앞당길 것으로 기대된다. 이 기술은 제작 방법에 상관없이 추가로 광효율 20%를 높일 수 있다.

유기박막 태양전지는 가볍고 유연하며 저렴한 비용으로 생산이 가능하다. 경제성이 낮은 실리콘 반도체 기반 태양전지를 대체할 차세대 전지로 각광받고 있다. 그러나 빛을 흡수할 수 있는 층이 수십 나노미터(nm)에 불과해 광변환 효율이 낮은 단점이 있다.

이 교수팀은 기존 유기박막 태양전지에 10~100nm의 다양한 크기의 금속 나노입자를 적용해 광흡수율을 20% 끌어올렸다. 연구팀은 금속 나노입자의 플라즈모닉 특성으로 인해 크기가 커질수록 효율이 증가하다 약 70nm 크기에서 최고 효율을 나타내는 것을 규명했다.

이 연구 결과는 세계적 학술지 '네이처' 자매지인 '사이언티픽 리포트(Scientific Reports)' 온라인판에 25일 게재됐다.

이 교수는 "저렴한 용액 공정으로 나노입자를 합성, 적용해 큰 면적 태양전지 모듈 제작에도 쉽게 적용할 수 있다"며 "이 기술을 이용하면 유기박막 태양전지 상용화를 앞당기는 데 기여할 수 있을 것"이라고 설명했다.

한경닷컴 김봉구 기자 kbk9@hankyung.com
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