국내 연구진, 종이처럼 쌓아 만드는 '나노 태양전지' 세계최초 개발

기존 전지 양자효율 50배↑ 유우종 성대 교수팀 논문 '네이처' 자매지 게재

국내 연구진이 종이와 같은 평면형 나노물질을 쌓아올려 태양전지를 제작하는 기술을 개발해냈다.

28일 성균관대에 따르면 이 대학 유우종 전자전기공학부 교수(사진) 연구팀은 미국 캘리포니아주립대 연구팀과의 공동연구를 통해 그래핀과 황화몰리브데넘을 순차적으로 쌓는 방식으로 태양전지를 제작할 수 있다는 것을 세계 최초로 입증했다.

이렇게 제작된 태양전지는 그래핀만 사용한 기존 태양전지에 비해 50배 이상의 양자 효율을 보여 고성능 태양전지 상업화에 기여할 것으로 기대된다. 이 연구 결과는 저명 학술지 '네이처' 자매지인 '네이처 나노테크놀로지'(27일자)에 게재됐다.

앞서 유 교수는 같은 방식으로 제작된 반도체소자에서 수직으로 전류가 흐르게, 돼 수평으로 전류가 흐르는 기존 소자에 비해 25배 이상의 전류가 흐를 수 있다는 내용의 논문을 지난 3월 '네이처 머터리얼즈'에 발표한 바 있다.

그래핀은 전기전도도와 강도가 높아 '꿈의 신소재'로 불리며 활발히 연구되고 있는 물질. 최근 발견된 황화몰리브데넘은 그래핀과 비슷한 평면 구조로 반도체 특성이 있다. 그래핀은 빛을 전기로 바꾸는 데 필수적인 반도체 특성이 없어 태양전지 적용에 걸림돌이 돼 왔지만, 연구팀은 반도체 특성을 지닌 황화몰리브데넘을 겹쳐쌓는 방식으로 이 문제를 해결했다.

이에 따라 유사한 평면 구조인 두 물질을 결합하면 컴퓨터나 스마트폰의 메모리칩이나 태양전지 등에 적용될 수 있을 전망이다.

유 교수는 "종이와 같은 평면형 나노물질의 특성에 착안해 그래핀과 황화몰리브데넘을 순차적으로 쌓는 방식을 이용, 고성능 태양전지를 제작할 수 있다는 사실을 입증했다"며 "제작방법이 매우 간단하고 다양한 전자소자에 쉽게 적용 가능한 장점이 있다"고 설명했다.

한경닷컴 김봉구 기자 kbk9@hankyung.com
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