CWN(CHANGE WITH NEWS) - 5월의 과학기술인은?...고성능 태양전지 개발자, 카이스트 이정용 교수

5월의 과학기술인상 수상자로 한국과학기술원(KAIST) 이정용 교수가 선정됐다.

11일 과학기술정보통신부와 한국연구재단은 이정용 교수가 고성능 하이브리드 태양전지 개발에 성공한 공로를 높이 평가했다고 밝혔다.

유기반도체와 양자점은 세계적으로 차세대 반도체 소재로 주목받고 있고, 이 둘을 결합하는 시도가 많았지만 서로 다른 반도체 사이에서 발생하는 전하 전송 문제를 해결하지 못해왔다. 그 결과 태양전지의 실제 성능 향상에는 한계가 있었다.

이정용 교수는 이종 반도체 경계면에서 빛에 의해 생성된 엑시톤의 짧은 확산 거리와 그로 인한 재결합 문제가 전하전송을 저해하는 주된 원인임을 규명했다. 엑시톤은 음전하(-) 전자와 양전하(+) 정공이 합쳐진 상태이다.

이 교수는 이종 반도체 사이에 계단형 에너지 층을 삽입해 효율적인 전하 전송이 가능한 새로운 구조의 광전소자를 개발했다.

이 광전소자를 적용한 태양전지는 시연 결과 최대 13.1%의 높은 광전변환 효율을 달성했다. 기존 유기 고분자와 양자점을 이용하는 태양전지보다 30% 이상 높은 효율을 입증하며 다양한 반도체 소자에 적용 가능성을 높였다.

연구성과는 2019년 11월 네이처 에너지(Nature Energy)에 게재됐으며, 테크익스플로어(TechXplore) 등 기술전문 매체에서 차세대 반도체의 이종 접합 시도를 촉진하는 계기를 마련했다고 평가받았다.

이정용 교수는 "고효율 차세대 광전소자 구현의 활로를 개척했다는 점에서 의의가 있다"며 "고효율 태양 전지는 모바일 기기, 사물인터넷(IoT), 드론 등 4차 산업의 차세대 동력원으로써의 활용이 기대된다"고 밝혔다.

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