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'빛 흡수율 향상' 실리콘 나노선 태양전지 개발

기존 평판 태양전지보다 2배 이상 효율이 있는 차세대 실리콘 나노선 태양전지 기술을 포스텍(포항공과대) 연구팀이 개발했다.

나노선(Nanowire)은 수십∼수백㎚(나노미터, 10억분의 1ｍ) 굵기의 반도체 물질로 이뤄진 머리카락 형태의 나노 구조체를 말한다.

포스텍은 창의IT융합공학과 백창기·임태욱 교수, 미래IT융합연구원 김기현 박사 연구팀이 평판 태양전지 보다 최대 2.7배, 기존 나노선 태양전지보다 최대 1.4배 효율을 끌어올린 비대칭형 수직 실리콘 나노선 태양전지 기술을 개발했다고 9일 밝혔다.

네이처 자매지인 '사이언티픽 리포트(Scientific Report)'를 통해 이 연구를 발표했다.

연구팀에 따르면 나노선의 상단부 직경을 넓게 하고 하단부 직경을 좁게 만드는 비대칭 구조로 설계하면 반사율이 높아져 태양전지가 빛을 흡수하는 양을 극대화할 수 있다는 사실을 밝혀냈다.

기존 나노선 효율을 높이려면 비대칭 구조가 해답이라는 설명이다.

이 기술은 국내 실리콘 반도체 공정 기술인 하향식(Top-down) 공법을 그대로 적용할 수 있어 제작 단가는 낮추고 대량 생산이 가능하다.

특히 하향식 나노선 기술을 기반으로 한 저가 차세대 실리콘 열전소자와 광소자 기술 연구 기반을 마련하는 데 기여할 것으로 보인다.

백창기 교수는 "경제적이고 효율도 높은 태양전지를 대량 생산할 수 있어 앞으로 태양전지 산업에 다각도로 활용할 수 있을 것으로 기대하고 있다"고 말했다.

기존 평판 태양전지보다 2배 이상 효율이 있는 차세대 실리콘 나노선 태양전지 기술을 포스텍(포항공과대) 연구팀이 개발했다.