한국과학기술연구원(KIST) 전북분원이 태양전지의 차세대 전자소자로 각광받는 ‘부분산화 이황화몰리브덴’을 대량 생산하고 수명도 향상시킬 수 있는 새 공법을 개발했다.

KIST 전북분원 복합소재기술연구소 조한익 박사 연구팀은 판상형 부분산화 이황화몰리브덴 제조법을 개발했다고 3일 밝혔다.

태양전지에 필수적인 전자소자로 그동안 전기적·기계적 성질이 뛰어나고 반도체 성질까지 확보한 이황화몰리브덴이 각광을 받아왔다. 특히 부분산화 이황화몰리브덴의 안정성이 가장 뛰어나다.

그동안 부분산화 이황화몰리브덴을 제조하려면 자연에서 암석 형태로 존재하는 이황화몰리브덴을 얇은 판상형으로 만든 뒤 그 위에 산화몰리브덴 입자를 올리는 복잡한 공정을 거쳤는데, 기존 공법은 암석에 장시간 초음파 처리를 해야하기 때문에 대량생산이 어렵고 이황화몰리브덴의 농도가 낮았다.

연구팀은 소독약으로도 쓰이는 과산화수소를 이황화몰리브덴과 혼합하는 방법으로 고농도 액체 상태의 부분산화 이황화몰리브덴을 만든 뒤 이 용액을 기판에 골고루 코팅해 판상형 부분산화 이황화몰리브덴 필름을 제조했다.

이 기술은 공정이 기존 공법보다 2단계 줄어 부분산화 이황화몰리브덴을 대량 생산할 수 있다. 또 기존 태양전지가 4일 정도 지나면 효율이 완전히 사라지는 데 비해, 이 기술로 만든 부분산화 이황화몰리브덴을 적용한 유기태양전지는 16일이 지나도 20%의 효율만 감소하는 것으로 연구팀은 확인했다.

조한익 박사는 “개발된 나노소재 박리방법은 값싼 원료를 이용하며 손쉽고 대량생산이 용이해 향후 2차원 나노소재 제조의 상업화에 쉽게 이용할 수 있을 것으로 보인다”고 말했다.

이번 연구는 KIST의 기관고유연구사업으로 수행됐으며, 연구 성과는 나노기술 분야의 국제학술지인 ‘스몰’(Small) 6월 25일자 표지논문으로 실렸다.

한편 KIST 전북분원은 완주군 산업단지 내에 부지 31만8000여㎡, 건물 연면적 2만7000여㎡ 규모로 조성돼 있으며, 현재 120여명의 연구원들이 복합소재분야 원천기술을 연구하고 있다./김대연기자·red@

저작권자 © 전라일보 무단전재 및 재배포 금지