이번에 개발된 주기적(Periodic) 입체구조 태양전지는 군산대 김준동 교수팀이 이화여대 김동욱 교수팀, 뉴욕주립 버팔로대 윤주형 박사팀, 성균관대 이준신 교수팀 등과 다제간 협업을 통해 이뤄졌다.
현재의 상용화 태양전지는 비주기적(Non-periodic) 구조를 이용하고 있으나, 이론적으로는 주기적 입체구조가 입사광의 이용경로를 획기적으로 증대시킬 수 있다. 이는 태양전지의 효율성능을 향상하고 궁극적으로 얇은 빛흡수층(Light-absorber)을 통한 비용저감의 장점을 가진다.
하지만 이러한 이론적 예측에도 불구하고 현재까지의 주기적 구조의 태양전지는 10% 초반대의 상대적으로 낮은 효율을 보였는데 이는 제작공정에서 발생하는 결함과 구조물에서의 설계적인 제약을 받기 때문이다.
이번 연구에서는 태양전지에 생기는 공핍층(Depletion region, 강한 전계 존재 구간)을 입체구조물에 효과적으로 위치시켜 입사광에 의해 발생하는 캐리어(Carriers)를 효율적으로 포집할 수 있는 대면적 공정기술을 이용, 주기적 구조물 태양전지의 세계 최고효율인 16.2% 효율을 발표했다.
연구책임자인 김준동 교수는 "현재 세계적인 선두 그룹에서 발표한 주기적 구조물 태양전지의 효율성능이 10% 내외인 것을 감안하면 그보다 훨씬 앞선 결과"라면서 "이번 기술은 상용화 적용을 목표로 개발 중이며 기존 선점된 외국기술을 뛰어넘는 국내 고유의 태양전지 기술을 확보하는 동시에 중국의 저가격 공세를 돌파할 수 있는 근간이 될 것"이라고 밝혔다.
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