차세대 '금 나노 태양전지' 상용화 성큼...국내 연구진 나트륨 이온 첨가 효율 규명

박한별 기자 발행일 2020-05-07 13:09:27 댓글 0
한양대 방진호 교수팀 "나트륨 이온이 전극 흡착 도와"
▲ 나트륨 첨가에 따른 금 나노 태양전지의 효율 변화(사진=방진호 교수팀 제공)

 

한국연구재단이 7일 한양대 방진호 교수 연구팀이 전극 속 나트륨 이온이 금 나노 클러스터 태양전지의 효율을 높이는 역할을 한다는 사실을 규명했다고 발표했다.

금 나노 클러스터는 2나노미터(㎚·10억분의 1m) 이하 크기의 금 입자로, 빛을 잘 흡수하는 광학적 특성이 있는 것으로 알려졌다.

또한 금 나노 클러스터는 실리콘이나 페로브스카이트에 비해 친환경적이어서 차세대 태양전지 소재로 꼽히고 있다.

하지만 금 나노 태양전지는 빛을 전기로 변환하는 광변환 효율이 실리콘 태양전지에 비해 낮아 상용화가 어려웠다.

▲ 방진호 한양대 교수
연구팀은 이 과정에서 나트륨 이온이 금 나노 클러스터와 반도체 산화물 전극 간 흡착을 강하게 해 전자의 원활한 수송을 촉진한다는 것을 밝혀냈다.

연구팀은 금 나노 클러스터 태양전지에 나트륨 이온을 첨가한 결과 광전류가 크게 증가한 것이다.

빛을 흡수한 금 나노 클러스터에서 전자가 생성되면 반도체 산화물 전극에서 백금 전극으로 이동하면서 전기가 발생한다.

이번 연구 결과는 국제 학술지인 '에이씨에스 에너지 레터스'(ACS Energy Letters) 이날 자에 실렸다.

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