은 나노입자로 만든 태양전지의 효율 높이는 법 찾았다

2019.04.03 15:33
방진호 한양대 바이오나노학과 교수
방진호 한양대 바이오나노학과 교수

방진호 한양대 바이오나노학과 교수팀이 은 나노입자를 이용해 태양전지의 안정성을 확보하고 광전환 효율도 획기적으로 끌어올렸다는 연구 결과를 국제학술지 '미국화학회지 응용재료 및 계면' 3일자 표지논문으로 실었다.  

 

은은 인체에 무해하며 친환경적이고 빛을 잘 흡수하는 성질이 있다. 이런 장점을 살려 학계에서는 최근 은을 광흡수체로 사용하는 태양전지를 연구하고 있다. 하지만 화학적으로 안정성이 떨어지고, 태양전지에서 출력되는 전기에너지의 비율인 광전환 효율이 낮아 수명이 짧아진다는 기술적 한계가 있었다. 

 

방 교수팀은 은 나노입자의 표면에서 은과 황이 복합체로 응집될 수 있도록 유도하는 합성법을 개발해 이런 한계를 극복했다. 이 방법을 이용해 은 나노입자로 제작한 태양전지의 광전환 효율이 2배 가량 높아졌고, 안정적으로 구동되는 시간도 수십 배나 향상됐다. 또 은 나노입자가 복합체로 둘러싸이면서 안정성이 높아지고, 나노입자 표면에서 중심으로 향하는 전자의 이동이 쉬워져서 수명도 길어졌다. 

 

방 교수는 "은 나노입자를 활용한 무독성 친환경 태양전지라는 3세대 태양광 전환 시스템의 개발을 앞당길 수 있을 것으로 기대한다"고 밝혔다.  

 

방진호 교수팀이 개발한 은 나노입자의 구현 모식도 및 성능 비교. 한국연구재단 제공
방진호 교수팀이 개발한 은 나노입자의 구현 모식도 및 성능 비교. 한국연구재단 제공

 

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