초박막 비정질 실리콘 태양전지는 비용이 비교적 저렴하고 저온 공정이 가능해 차세대 박막 태양전지로 주목받고 있지만, 두꺼운 빛 흡수층을 사용할 경우 열에 의해 성능이 급격히 떨어지는 등의 문제점을 갖고 있다. 이 때문에 100나노미터 이하의 초박막 광 흡수층을 사용하고 있지만 태양광이 머무르는 시간이 짧아 흡수율이 낮다는 한계가 있었다. 이에 연구팀은 100나노미터 이하의 초박막 비정질 실리콘 위에 나노 크기의 반구나 원뿔 모양의 구조를 덧붙이는 방법으로 광 흡수율을 최대 1.7대로 높였다. 김경식 교수는 "유전체 나노 주기 구조 제작 기술은 공정이 간단하고 비용이 저렴한데다 다른 종류의 박막 태양전지에도 쉽게 적용될 수 있다"며 "이 때문에 광대역의 광 흡수가 가능한 고효율 박막 태양전지 소재 성능 향상에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다"고 밝혔다.

한편 이번 연구성과는 재료분야 권위지인 '어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)'지 지난달 26일자 온라인판에 실렸다.

▲비정질 실리콘 박막위에 제작된 유전체 나노 주기 구조들의 모식도와 실제 전자현미경 이미지, 광대역 광흡수 향상을 보여주는 실험 측정 데이터와 이론결과 비교값. ⓒ2013 HelloDD.com