'5월의 과학기술자상' 차세대태양전지 개발 신병하 카이스트 교수

신병하 한국과학기술원(KAIST) 신소재공학과 교수

[아시아경제 김봉수 기자] 5월 정부가 선정하는 '이달의 과학기술인상' 수상자로 세계 최고 효율의 차세대 태양전지 소재를 개발한 신병하 한국과학기술원(KAIST) 신소재공학과 교수가 선정됐다.

과학기술정보통신부는 한국연구재단과 함께 매달 우수한 연구개발 성과로 과학기술 발전에 공헌한 연구개발자를 1명씩 선정해 과기정통부 장관상과 상금 1000만원을 수여한다. 만 원을 수여하는 시상이다.

신 교수는 지난해 3월 실리콘과의 이종 접합에 최적화된 고효율·고안정성의 큰 밴드갭(Band gap) 페로브스카이트 태양전지를 개발해 세계 최고의 광전효율(26.7%)를 기록, 차세대 태양전지 개발에서 한국 과학기술의 위상을 높인 공로를 인정받았다.

페로브스카이트 태양전지란 기존 태양전지에 비해 저렴하고 광전효율이 높은 차세대 태양전지 소재다. 그러나 빛, 수분 등 외부 환경에 민감해 고안정성 소자 합성에 한계가 있었다.

신 교수는 새로운 음이온의 첨가제를 도입해 페로브스카이트 박막 내부에 형성되는 2차원 안정화층(passivation layer)의 전기적·구조적 특성을 조절할 수 있음을 이론적으로 규명하고, 고해상도 투과전자현미경 분석을 통해 확인했다. 특히 이를 통해 세계 최고 수준의 광 변환 효율을 갖는 페로브스카이트 태양전지를 제작해 실리콘 태양전지와 결합한 탠덤 소자 개발로 26.7%의 높은 광 변환 효율을 달성했다. 특히 첨가제의 음이온을 조절해 기존 큰 밴드갭의 취약점이던 광 안정성을 1,000시간 연속 조사(照射)하는 동안 초기대비 80% 이상 유지할 수 있었다. 이 연구 결과는 지난해 3월 국제 학술지 사이언스(Science)지에 게재됐다.

김봉수 기자 bskim@asiae.co.kr