▲ 김준동 교수

[인천=문찬식 기자] 인천대학교 김준동 교수(전기공학과) 연구팀이 나노구조 태양전지 세계 최고 효율을 경신했다.

연구팀은 최근 네이처 출판 그룹에서 발행하는 세계적인 과학전문지인 Scientific Reports에 주기적 나노구조 태양전지 효율을 16.3%로 높이는 기술을 발표하며 종전 해당 분야의 세계 최고 효율 기록을 깨뜨렸다고 25일 밝혔다. 이 기술로 태양광 분야에서의 국내의 독창적인 기술을 이용한 고성능 나노구조 태양전지 기술 선점이 예상된다.

논문은 ‘Transparent conductor-embedding nanocones for selective emitters: optical and electrical improvements of Si solar cells(투명전극을 이용한 셀렉티브 에미터 나노구조물을 이용한 광학 및 전기적 성능이 향상된 실리콘 태양전지)’란 제목으로 발표됐다.

김 교수는 “태양전지의 성능을 개선하기 위해서는 전기적 성능과 광학적 성능을 동시에 개선해야 한다. 그러나 실제적으로는 광학적 성능이 태양전지의 전기적 성능에 이득을 구현하지 못하고 있었다”며 “이번에 발표된 기술은 이러한 문제를 능동적으로 해결할 수 있는 방법을 제시(증명) 했다”고 밝혔다.

이번에 개발된 기술은 나노구조물에 기능성을 부여해 실리콘 전면층(에미터층)을 선택적 에미터(Selective emitter)로 설계(제작)했으며 고농도-도핑영역, 저농도-도핑영역의 규칙적 분포방식으로 구현됐다.

김 교수는 “이번 기술은 상용화 적용 기술과 기술이전을 목표로 개발됐다”며 “대면적 적용이 가능하도록 액상 공정을 통한 실리콘 표면 구조화 방식을 이용했는데 현재 태양전지 산업계에서 바로 적용 가능한 기술이며 확보된 특허권을 바탕으로 유관 기관과 기술이전을 진행할 예정”이라고 말했다.

또 “이번 기술로 고유한 국내 태양광 핵심기술을 확보한 것에 큰 의미를 두고 있으며 현재 침체돼 있는 국내 태양광 산업은 중국의 에너지 정책에 큰 영향을 받고 있지만 가까운 미래에 다시 활성화 될 것”이라며 “국내의 독창적 기술 보유가 필수적” 이라는 의견도 제시했다.

한편 이번 연구는 한국에너지기술평가원(원장 안성남)의 연구지원 사업으로 추진돼 왔으며 뉴욕주립 버팔로대 윤주형박사(현 삼성전자 책임연구원), 이화여대 김동욱 교수팀, 한국나노기술원 박형호 박사팀, 성균관대 이순신 교수팀과 협업 연계를 통해 진행됐다.

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