▲ 박남규 성균관대학교 교수.

광전변환 효율 9% 이상인 고효율 박막 태양전지가 개발됐다.

미래창조과학부는 0.6마이크로미터 길이를 갖는 산화물 나노로드(나노막대)에 광흡수물질을 흡착해 광전변환 효율 9.4%를 갖는 박막 태양전지 기술이 국내 연구진과 싱가폴 난양공대 연구진의 공동연구에 의해 개발됐다고 30일 밝혔다.

연구팀은 광전자의 이동에 유리한 나노로드 구조의 장점을 살리고, 기존 연구를 통해 개발된 광흡수체 페로브스카이트 물질을 활용, 박막 태양전지 효율을 9.4%로 끌어올렸다. 나노로드를 이용한 박막 태양전지 기술로는 세계 최고 수준이다.

염료감응 태양전지에서 사용되는 산화물은 일반적으로 아나타제상을 갖는 나노입자 이산화티타늄(TiO₂)인데, 박남규 교수팀이 사용한 나노로드는 광활성이 낮은 것으로 알려진 루타일상을 가지면서 염료를 흡착할 수 있는 표면적이 나노입자의 1/5 수준이라는 점에서 더욱 의의가 크다.

향후 나노로드 태양전지 연구결과를 토대로 보다 효율적인 나노구조체와 유무기복합 광흡수체를 이용할 경우 15% 이상의 고효율 태양전지가 실현될 것으로 전망된다.

한편 성균관대학교 박남규 교수 연구팀은 미래창조과학부와 한국연구재단이 추진하는 기후변화대응 기술개발사업의 지원을 받아 연구를 수행하였으며, 연구성과를 나노관련 최고 전문지인 나노 레터스(Nano Letters)에 5월16일자 온라인판에 발표했다.