국내 연구진, '퀀텀닷 태양전지' 성능 47% 높였다

차세대 태양전지 상용화 기대

KIST-KAIST 공동연구진이 개발한 이중 층 구조의 신물질 모식도

[아시아경제 김철현 기자] 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권)은 수소·연료전지연구단 김진영 박사팀과 계산과학연구센터 김동훈 박사팀이 한국과학기술원(KAIST) 신소재공학과 정연식 교수팀과의 공동연구를 통해 퀀텀닷 태양전지의 고질적 문제였던 전류 손실을 막아 전지효율을 기존 대비 47% 상승시켰다고 28일 밝혔다.

퀀텀닷 태양전지는 생산비용이 저렴하고 안정성이 뛰어나 기존에 상용화돼 있는 실리콘 태양전지를 대체할 차세대 태양전지로 각광받고 있다. 하지만 퀀텀닷 태양전지는 에너지 전환 효율이 충분하지 못해 상용화에는 어려움을 겪고 있었다. KIST-KAIST 공동연구진은 양자역학 이론을 활용해 이중 층 구조의 신(新) 물질을 개발했다. 이를 통해 태양전지 내 전류 손실을 기존의 20% 수준으로 감소시켜 전지효율을 기존 대비 47% 향상시켰다.

연구진은 신개념의 소재가 향후 관련 학계나 산업계에서 널리 사용되는 소재로 자리 잡길 기대하고 있다. 또한 이번 연구를 바탕으로 누설전류를 더욱 감소시키려는 꾸준한 실험이 이어진다면 경쟁 소자인 실리콘 또는 페로브스카이트 태양전지를 능가하는 차세대 태양전지로 상용화될 수 있을 것으로 내다보고 있다.

김진영 박사는 "이번 성과는 향후 퀀텀닷 태양전지의 에너지 전환효율을 높이기 위한 다양한 실험적 노력에 올바른 방향을 제시할 것으로 기대한다"며 "이를 바탕으로 출력전압과 전류를 극대화시켜 차세대 태양전지로 자리매김하는 데 기여할 것"이라고 했다.

김철현 기자 kch@asiae.co.kr