국내 연구진이 저온 공정만으로 효율 높은 실리콘-유기물 하이브리드 태양전지를 개발했다.

강달영 연세대 교수팀은 130℃ 이하 저온에서 간단한 공정으로 에너지 변환 효율이 17%를 상회하는 하이브리드 태양전지를 개발했다고 3일 밝혔다.

실리콘-유기물 하이브리드 태양전지는 결정질 실리콘 기판 위에 유기 반도체 물질을 코팅해 만든다. 기존 실리콘 태양전지에 비해 공정이 간단하고 제조 비용을 절감할 수 있다.

실리콘 태양전지는 20% 이상의 높은 에너지 효율과 장기 안정성이 장점이다. 고온과 진공을 요하는 제조 공정 때문에 비용이 많이 든다.

이 단점을 보완할 대안으로 하이브리드 태양전지 연구가 활발하다. 고온·진공 공정이 필요 없고, 공정이 단순하다. 지금까지 효율이 15% 수준에 정체됐다.

연구팀은 저온 공정만을 이용해 효율을 17% 이상으로 끌어올리는 데 성공했다. 실리콘 표면을 계층 구조로 만들어 빛 반사를 줄였다. 유기 고분자 물질 두께를 제어해 에너지 손실을 막았다. 물질 간 계면의 재결합 손실을 줄이기 위해 상온에서의 접촉인쇄 공정을 개발했다.

강달영 교수는 “저온에서 간단한 공정만으로 하이브리드 태양전지 효율을 끌어올렸다”면서 “후속 연구를 통해 에너지 효율을 높이고, 휘어지고 늘어나는 태양전지의 개발에 적용할 것”이라고 밝혔다.

연구 성과는 국제학술지 '어드밴스드 에너지 머티리얼즈'에 실렸다. 교육부·한국연구재단 이공학개인기초연구지원사업(기본연구)으로 수행됐다.

송준영기자 songjy@greendaily.co.kr