전남대학교는 허재영 공과대학 신소재공학과 교수팀이 황화주석(SnS) 박막태양전지의 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있는 초박막 산화게르마늄(GeOx) 계면층 기술을 개발했다고 13일 밝혔다.
이번 연구에서 허재영 교수는 박막태양전지 성능을 좌우하는 후면 금속전극·광흡수층 소재 사이의 계면 품질에 주목해 몰리브데늄(Mo) 금속 전극과 황화주석 광흡수층 사이에 초박막 산화게르마늄 계면층을 도입하는 전략을 제시했다.
신규 계면층은 고온 공정 중 발생하는 과도한 알칼리 금속 확산을 효과적으로 억제하고, 광흡수층의 깊은 준위 결함 및 고저항의 이황화 몰리브데늄(MoS₂) 계면층 형성을 최소화하는 역할을 한다는 사실을 알아냈다. 특히, 산화게르마늄 계면층은 전하 수송 및 수집 특성을 크게 향상시켜 황화주석 박막태양전지의 광전 변환 효율 개선을 가능하게 했다.
이번 연구 성과는 박막태양전지뿐만 아니라 박막트랜지스터, 광검출기, 메모리 소자 등 반도체 소재를 기반으로 하는 다양한 전자·에너지 소자 분야에도 폭넓게 적용될 수 있을 것으로 기대된다.
이번 연구는 야다브 라훌 박사가 제1저자로 연구 수행을 주도했다. 한국연구재단의 중견연구자지원사업과 무탄소에너지핵심기술개발사업의 지원으로 이뤄졌으며, 에너지 분야 국제학술지인 '스몰(Small)'에 지난해 12월 23일자 내부 표지 논문으로 선정 및 게재됐다.
광주=김한식 기자 hskim@etnews.com
