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KIST 퀀텀닷 태양전지 효율 47% 개선 성공
왼쪽부터 임훈희 KAIST 박사과정(제1저자), 김동훈 KIST 선임연구원(제1저자), 정연식 KAIST 부교수, 김진영 KIST 책임연구원.

과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 수소·연료전지연구단 김진영 박사팀과 계산과학연구센터 김동훈 박사팀은 한국과학기술원(KAIST, 총장 신성철) 신소재공학과 정연식 교수팀과의 공동으로 퀀텀닷 태양전지의 고질적 문제였던 전류 손실을 막아 전지효율을 기존 대비 47%이상 개선했다고 28일 밝혔다.

퀀텀닷(Quantum Dot) 태양전지는 생산비용이 저렴하고, 안정성이 뛰어나 기존에 상용화되어 있는 실리콘 태양전지를 대체할 차세대 태양전지로 각광받고 있다. 하지만 퀀텀닷 태양전지는 에너지 전환 효율이 충분하지 못해 상용화에 큰 어려움을 겪고 있다. 

KIST-KAIST 공동연구진은 쌍극자를 제거하기 위해 원자 단위의 조절이 가능한 양자역학 이론(밀도범함수론)을 활용해 이중 층 구조의 신(新) 물질(α-6T/PEDOT:PSS)을 개발했다. 이를 통해, 태양전지 내 전류 손실을 기존의 20% 수준으로 감소시키고, 전지효율을 기존대비 47% 향상시켰다.

연구진은 경쟁 소자인 실리콘 또는 페로브스카이트 태양전지를 능가하는 차세대 태양전지로서의 상용화 가능성도 내다보고 있다.

KIST 김진영 박사는 “이번 성과는 향후 퀀텀닷 태양전지의 에너지 전환효율을 높이기 위한 다양한 실험적 노력에 올바른 방향을 제시할 것으로 기대한다”며, “이를 바탕으로 출력전압과 전류를 극대화시켜, 차세대 태양전지로 자리매김하는데 기여할 것”이라고 포부를 밝혔다.

박희범 기자  snews@s-news.kr

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