서강대 문준혁 교수팀, ‘오팔’ 구조 활용 태양전지 전극 개발

▲ 문준혁 서강대 교수

[미디어펜=류용환 기자] 서강대학교는 화공생명공학과 문준혁 교수 연구팀이 보석 ‘오팔’과 유사한 구조를 이용, 고효율 태양전지 소자를 제작했다고 16일 밝혔다.

오팔은 색소에 의한 화학적 색깔이 아니라 수백 나노미터 수준의 구형 나노입자가 가지런히 배열돼 나타나는 빛의 주기적 반사에 의해 색깔이 형성되고 구형 입자가 밀집된 쌓임 구조를 가져 단위 부피당 표면적인 높은 특성을 가지고 있다.

이에 문 교수팀은 오팔 구조의 활용해 태양전지 전극을 제작했다.

연구팀은 오팔 구조를 갖는 상하부 두개층의 전극으로 상층은 구조색을 나타내는 오팔 구조로, 하층은 수백나노미터가 아닌 수십나노미터의 기공을 갖도록 제작해 고비표면적의 하층은 태양빛의 흡수를 극대하면서 상층은 빛 재반사로 하층 전극의 재흡수를 극대화했다.

문 교수는 “오팔 구조는 기존에 많이 활용됐으나 이번 연구에서는 다양한 입자크기의 복합 오팔구조를 제작해 오팔구조의 다양한 장점 즉 광학적, 기하학적 장점을 모두 활용하여 고효율 태양전지 전극구조를 제안하였다는데 의의가 있다”고 말했다.

미래창조과학부와 한국연구재단에서 지원하는 나노·소재원천기술개발사업으로 수행된 이번 연구 결과는 영국왕립화학회가 발간하는 국제학술지 ‘나노스케일’(Nanoscale) 3월 12호에 게재됐으며 저널 표지(Back Cover)로 선정됐다.