KIST, 이중층 구조로 퀀텀닷 태양전지 효율 47% 개선

[테크월드=선연수 기자] 한국과학기술연구원(KIST) 수소·연료전지연구단 김진영 박사팀과 계산과학연구센터 김동훈 박사팀이 한국과학기술원(KAIST, 총장 신성철) 신소재공학과 정연식 교수팀과의 공동연구를 통해 퀀텀닷 태양전지의 고질적 문제였던 전류 손실문제를 대폭 개선해냈다.

연구진은 태양전지 내부에 전류를 흐를 수 있게 만드는 ‘정공수송층’의 효율을 극대화 하기 위해 신 물질(α-6T/PEDOT:PSS)을 개발했다. 밴드갭 물질을 이중층 구조로 만들어, 계면쌍극자를 제어해 소자가 작동하면서도, 개회로 전압과 소자 효율을 높일 수 있는 최적화된 밴드 구조를 형성할 수 있음을 증명해냈다. 이를 통해 퀀텀닷 태양전지의 전지효율을 기존 계면 물질 소자 대비 47% 향상시켰다.

효율이 개선된 퀀텀닷 태양전지가 상용화된다면, 박막형태로 제작할 수 있는 해당 전지 특유의 유연성을 활용한 필름형 태양전지를 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 이를 통해 휴대용 태양전지의 가능성도 엿볼 수 있다.

KIST 김진영 박사는 “이번 연구를 바탕으로 출력전압과 전류를 극대화시켜, 차세대 태양전지로 자리매김하는데 기여할 것”이라고 포부를 밝혔다.