태양전지와 광센터 등에 활용 기대

▲ 연세대 김형준 교수 ⓒ연세대
국내 연구팀이 원자 단위의 미세 조절기술을 통해 가시광 흡수율을 4배 이상 높인 3나노미터(nm) 두께의 얇은 광소재를 개발했다.
 
한국연구재단이 18일 공개한 바에 의하면 연세대 전기전자공학과 김형준 교수 연구팀이 초박막 광소재를 개발하는 데 성공하였으며 이는 태양전지와 광센터 등에 활용 가능하다.
 
연구팀은 원자층 증착법을 새롭게 도입해 금속이 포함된 원료와 반응 가스를 교차해 주입함으로써 박막을 성장시켰는데, 이 증착법은 기판 표면에 원자 단위로 얇게 박막을 씌우는 데 활용되던 것이다.
 
연구팀은 몰리브덴 소스와 텅스텐 소스 배합 후 반응 가스와 교차 주입시킴으로써 원자비율이 조절된 산화물 합금을 만든 뒤 황화 공정으로 마무리하는 방식을 이용했는데, 이 때 밴드갭 조절이 가능해져 광 흡수율이 높은 소재를 만들어낼 수 있다고 설명했다.
 
이번 연구를 통해 개발된 광소재는 3nm로 매우 얇은 두께임에도 붉은색에서 초록색까지 넓은 영역대의 가시광선 빛을 흡수할 수 있고, 기존 전이금속 이황화 초박막 반도체와 같은 두께에서 4배 향상된 광 흡수율을 보이는 큰 특징을 가진 것으로 확인됐다.
 
김 교수는 “초박막 소재를 원자 단위로 조절하는 기술은 소재의 물성을 자유자재로 조절할 수 있다는 측면에서 큰 의미가 있다”며 “이 기술은 종이보다 얇고 구겨지는 태양전지와 광센서 등을 상용화하는 데 많은 도움이 될 것”이라고 전했다.
 
한편 이번 연구 결과는 미래부와 한국연구재단이 지원하는 기초연구사업 및 글로벌프론티어사업으로 수행된 것으로, 과학저널 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 7월 23일자에 실렸다. [시사포커스 / 김유빈 기자]
 
 
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