한국연구재단은 19일 박희준 한양대 교수와 이재진 아주대 교수 연구팀이 갈륨과 비소로 만든 화합물 반도체(GaAs) 위에 페로브스카이트 반도체를 적층한 고효율 복층구조 탠덤 태양전지를 구현했다고 밝혔다.

실리콘 반도체는 태양광 발전으로 널리 활용되고 있지만 두껍고 딱딱해 용도가 한정돼 있었다. 화합물 반도체태양전지는 실리콘 반도체에 비해 고효율이며 경량화와 유연화에 유리하지 제작비용이 비싸 활용에 제약이 있어왔다.

이에 연구팀은 저온 용액공정으로 손쉽게 제작할 수 있는 페로브스카이트 박막을 적층하는 방식으로 화합물 반도체 태양전지의 효용가치를 높이는 구조를 설계했다. 연구팀에 따르면 복층구조의 태양전지를 적용한 결과 갈륨-비소 태양전지의 성능을 15% 이상 끌어올릴 수 있었다.

장파장 빛을 흡수하는 화합물 반도체 결정 위에 단파장의 빛을 흡수하는 페로브스카이트 박막을 적층, 보다 다양한 파장의 빛을 활용하도록 함으로써 전기에너지 변환효율을 높이는 방식이다.

제안된 고효율 태양전지 모듈은 자동차, 모바일 및 웨어러블 기기 및 드론, 무인 항공기, IoT용 센서 등 다양한 미래 에너지 산업 분야에 응용될 수 있을 것으로 기대된다. 이수진 기자

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