더 뛰어난 성능을 가진 태양전지를 만들 수 있게 하는 새로운 물질

프랑스의 국립학술연구원 Energie Materiaux Telecommunications Research Centre의 Federico Rosei 교수와 그의 연구팀은 금속 산화물 박막을 이용함으로써 태양전지의 성능을 향상시키는데 성공했다. 연구진은 비스무스, 철, 크롬, 산소와 같은 원소로 구성된 새로운 종류의 재료들을 개발했다. 

이는 태양 방사선을 흡수하고 독특한 전기적 및 자기적 특성들을 가진 다강체(Multiferroic) 재료들은 태양전지 기술 개발에 매우 유망하게 적용될 수 있고, 전자 센서와 플래시 메모리 드라이브와 같은 장치에도 유용하다.  

다강체 박막은 효율적인 강유전체 분극-유도성 캐리어 분리(Carrier Separation)와 밴드갭 위(Above-Bandgap)로 생성되는 광전압(Photovoltage)으로 태양 에너지 전환 분야에 적용이 가능하기 때문에 점점 더 많이 연구되고 있다. 이 재료는 원칙적으로 기존의 실리콘 기반의 바이폴라 헤테로접합 태양전지에서 보고된 최대값(~34%) 이상의 에너지 전환 효율을 이끌 수 있다. 그러나 지금까지 보고된 효율은 상용화를 고려하기에는 너무나 낮은 수준이었다(<2%). 

프랑스 연구진은 Bi2FeCrO6에 음이온 정렬을 조정함으로써 이중 페로브스카이트 다강체 산화물의 밴드갭을 효율적으로 변환시킬 수 있는 새로운 방법을 개발했다. 이를 통해 단일 결정 실리콘 태양전지에 이런 코팅을 추가하는 시도를 현재 수행하고 있다. 연구진은 이 시도가 18%~24%까지 최대 태양전지 효율을 증가시키면서 태양 전지의 수명을 향상시킬 수 있다고 믿고 있다. 이 기술은 단순한 구조 및 프로세스를 이용하고 풍부하고 안정적인 재료를 적용하기 때문에 이 새로운 태양전지는 더 강력하고 저렴하게 될 것으로 전망된다.

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - 더 뛰어난 성능을 가진 태양전지를 만들 수 있게 하는 새로운 물질