포스텍, 태양전지 흡수율 높이는 ‘다중 패턴 플라즈몬 나노 구조체’ 개발

낮은 흡수율로 상용화에 어려움을 겪는 태양전지의 빛을 더 끌어모을 수 있는 나노 구조체를 국내 연구진이 개발했다.

포스텍은 지난 14일 화학공학과 오준학 교수<사진>와 울산과학기술원(UNIST) 곽상규 교수팀이 광 흡수율을 높일 수 있는 다중 패턴의 플라즈몬 나노 구조체를 개발해 태양전지와 광센서로 응용하는데 성공했다고 밝혔다.

미래창조과학부의 나노기반 소프트일렉트로닉스 연구단과 기초연구사업 지원으로 진행된 이번 연구 결과는 재료과학 분야 권위지인 ‘어드밴스드 머터리얼즈(Advanced Materials)’ 최신호에 실렸다.

태양전지의 낮은 광 흡수율을 극복하기 위해서는 표면 플라즈몬(금속 표면에 묶 여있는 플라즈몬이 빛과 강하게 상호작용해 만드는 준입자) 효과를 유도하는 다중 나노패턴이 필요한 데 아직은 단일 패턴 기술만 나왔다.

연구팀이 개발한 다중 패턴 플라즈몬 나노구조체는 기둥 모양과 격자 모양을 동시에 갖고 있으며 빛을 모으는 흡수율을 크게 높일 수 있다. 이를 응용해 만든 태양전지는 기존보다 24%, 광센서는 8배 이상 고효율을 보였다고 연구팀은 설명했다.

유기 태양전지나 웨어러블 전자기기에 쓰는 유기 광전자 소자의 성능을 향상하고 무기물에도 활용할 수 있어 광전자 소자 산업에 도움이 될 것으로 기대한다.

오준학 포스텍 교수는 “다중패턴 플라즈몬 나노 구조체가 광전자 소자의 성능을 극대화할 수 있다는 것을 처음 입증한 것이 성과"라고 말했다.

포항=마창성기자 mcs12@yeongnam.com

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