칼륨으로 '양자점 태양전지' 수명 늘렸다

연구팀은 칼륨이온을 통해 양자점 표면의 요오드 이온을 안정화 시켜 산화를 방지했다. 이를 통해 안정적인 태양전지를 구현했다.

[아시아경제 황준호 기자] 양자점 태양전지의 수명 저하 문제를 해결할 수 있는 소재 가공법이 개발됐다. 양자점(퀸텀닷) 태양전지의 상용화를 더욱 앞당길 것으로 예상된다. 대구경북과학기술원(DGIST)은 30일 최종민 에너지공학전공 교수와 에드워드 H. 사전트 토론토대학교 교수 연구팀의 연구 결과에 대해 이같이 밝혔다.

연구팀은 이번 연구로 태양전지의 수명 저하 문제를 풀었다. 양자점 표면의 요오드 이온이 산화로 제거되면서 산화층이 형성되고 이는 양자점의 구조 변형을 가져와 소자의 효율이 떨어진다는 사실을 밝혀냈다.

연구팀은 이같은 문제를 칼륨이 포함된 리간드 치환 방법을 통해 해결했다. 리간드는 착화합물의 중심원자에 가지처럼 결합한 이온 또는 분자를 뜻한다. 연구팀은 칼륨 이온을 양자점 표면에 도입해 요오드의 산화를 막을 수 있도록 했다. 이를 통해 기존 50시간 운영시 75%의 효율을 보였던 태양전지가, 300시간 동안 83%의 효율을 보일 정도로 안정성이 개선됐다.

최종민 교수는 "이번 연구는 양자점 태양전지가 실제 구동 환경에서도 보다 안정적으로 작동할 수 있다는 것을 규명한 것"이라며 "이번 연구 결과가 양자점 태양전지의 상용화를 더욱 앞당길 수 있을 것으로 기대된다"고 밝혔다.

이번 연구 결과는 세계적인 국제학술지인 '어드밴스드 머터리얼스'에 실렸다.

황준호 기자 rephwang@asiae.co.kr