[위키트리 광주전남취재본부 노해섭 기자]전남대학교 공과대학 신소재공학과 허재영 교수 연구팀이 황화주석(SnS) 박막태양전지의 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있는 초박막 산화게르마늄(GeOx) 계면층 기술을 개발했다.
본 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 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 (Rahul K. Yadav) 박사가 제1저자로 연구 수행을 주도했다. 본 연구는 한국연구재단의 중견연구자지원사업과 무탄소에너지핵심기술개발사업의 지원으로 수행됐으며, 에너지 분야 국제학술지인 Small에 지난 12월 23일자 내부 표지 논문으로 선정 및 게재됐다.