수백만 개의 보이지 않는 나노 크기의 와이어를 액상공정을 통하여 대체 에너지원인 태양전지의 효율성을 높일 전망이다.

한국기계연구원(원장 이상천) 나노융합생산시스템연구본부 한창수 박사팀은 ‘액상 공정의 나노와이어를 이용한 태양전지’를 개발했다고 11일 밝혔다.

나노와이어를 이용한 태양전지 방식은 나노크기의 가는 선(이하 나노와이어)을 태양전지 기판에 설치함으로써 태양빛을 흡수하는 표면적의 증대로 전기발전량이 크게 향상되며, 아울러 고성능을 발휘 할 수 있는 접근 방식이다. 

하지만 기존의 나노와이어가 태양전지의 특성을 구현하려면 양극과 음극의 특성을 나타내줘야 하기 때문에 나노와이어에 다른 극성을 구현하기 위하여 불순물을 입히는 도핑(Doping)과정이 필수적이여서 제조비용에 한계가 있었다.

이번에 개발된 기술은 양극과 음극을 필요로 하는 태양전지의 특성을 나노와이어가 아닌 태양전지기판에 처음부터 이종금속에 배열하는 방식으로 처리함으로써 도핑과정 생략에 따른 효율성을 높이고, 아울러 기판에 나노와이어를 설치하는 방식도 개별로 설치하지 않고 나노와이어가 든 액체를 기판에 바르는 방식으로 패러다임을 바꿔 대면적 태양전지 제작에 큰 장점을 가지게 되었다.

실무책임자인 김준동 박사는 “특히 ’액상 나노와이어를 이용한 태양전지’는 2015년 130억달러 규모로 성장이 예상되는 3세대 태양전지로서 한국기계연구원을 비롯하여 캘리포니아 공대, 하버드 대학, General Electric (GE) 등에서도 야심차게 연구를 진행하고 있으며, 지적재산권의 선점이 크게 요구되는 분야”라며, "이번 기술개발을 계기로 잉크젯 프린팅 및 스프레이 방식 등에 적용하는 새로운 대면적 기술도 개발할 것”이라고 말했다. /강현준기자