(왼쪽부터) 김준영, 김혁 교수 (사진=경상국립대 제공)

경상국립대학교(GNU) 공과대학 반도체공학과 김준영 교수와 서울시립대학교 전자전기컴퓨터공학부 김혁 교수가 이끄는 공동연구팀이 투명 산화물 반도체를 활용한 ‘유연 태양광 발전 핵심기술’을 개발했다.

공동연구팀이 개발한 태양전지 소자는, 투명 디스플레이 핵심 기술인 박막 트렌지스터용 인듐-갈륨-아연 산화물(IGZO) 반도체 기술을 태양전지에 적용한 새로운 구조로서, 유연 태양전지가 상용화될 수 있는 높은 에너지 변환 효율을 갖는다.

태양전지는 빛(Photon, 광자)이 pn접합구조를 갖는 태양전지의 광흡수층(photo-absorption layer)으로 흡수돼 정공(Hole)과 전자(Eelectron)로 분리된 후 각각 양극(Anode)과 음극(Cathode)으로 이동, 전류와 전압을 생산하여 전력을 만들어내는 친환경 에너지원이다.

인듐-갈륨-아연 산화물(IGZO) 반도체는 비정질실리콘에 비해 전자 이동도가 높아, 낮은 전력으로 빠르게 구동된다는 장점이 있다. 또 균일성이 우수해 대면적 공정에 유리하며 우수한 전기적 특성을 가지기 때문에 미래 투명 디스플레이의 박막 트렌지스터로 적용된다.

연구팀은 투명 디스플레이의 핵심 소재를 태양전지 소자에 적용하기 위한 고정밀화 균일 배열 공정 기술을 개발했고, 이를 태양전지 소자에 적용했다.

이 기술은 태양전지 분야의 권위적인 학술지인 와일리(WILEY)출판사의 ‘솔라 알알엘(Solar RRL)’(인용지수 7.527)에 최근에 출판, 게재됐다. 특히, 논문의 우수성을 인정받 저널 메인 표지(Front Cover Image)로 선정됐다.

공동연구팀은 “이번 연구 성과는 투명하고 유연한 태양전지 모듈의 상용화를 앞당길 수 있는 중요한 연구 결과이며, 유연 디스플레이와 유연 태양전지 모듈을 함께 적용, 차세대 전자 소자로서 응용 범위가 매우 넓어질 것으로 기대된다”고 전했다.