실리콘 나노선 이용 신개념 고효율 태양전지 개발

박홍규 고려대 교수

(아주경제 권석림 기자) 굵기가 매우 얇은 실리콘 나노선을 이용해 효율을 2배 높인 태양전지가 국내 연구진에 의해 개발됐다.

교육과학기술부는 박홍규 고려대 교수와 김선경 박사팀이 미국 하버드대 찰스 리버 교수팀과 공동으로 단결정 실리콘으로 이뤄진 나노선을 대량 합성하는데 성공하고, 이 나노선으로 300㎚(1㎚;10억분의 1m) 크기의 태양전지를 만들었다고 2일 밝혔다.

연구팀에 따르면 촉매 가스를 사용, 실리콘의 결정면이 단결정 형태로 정육각형을 유지하도록 했다.

그 결과, 이 단결정 실리콘 나노선 태양전지는 같은 두께의 2세대 박막형 실리콘 태양전지보다 전류밀도가 2배 이상 높아졌다.

차세대 에너지원으로 각광받고 있는 실리콘 태양전지는 1세대(결정형)와 2세대(박막형)를 거쳐 3세대(나노형)로 발전해왔다.

3세대 나노선 태양전지는 1세대처럼 실리콘을 깎는 과정이 없어 재료비 절감 등의 장점이 있지만, 전기적 특성이 2세대에 비해 떨어지는 문제가 있다.

박 교수는 “나노선은 특정 파장에서 입사한 태양광을 반사없이 나노선 내부로 흡수한다”며 “나노선 고유의 특성인 공명(resonance)을 이용해 태양광의 수집 효율을 끌어 올린 것”이라고 말했다.

이번 연구성과는 세계적 권위지 ‘미국국립과학원회보(PNAS)’ 지난달 19일자에 실렸다.