동북대학・유체과학 연구소 및 원자분자 재료과학 고등 연구기구의 사무카와(寒川) 교수 그룹은 이번에 새로운 철 미립자 함유 담백질(리스테리아 페리틴)을 이용한 자기 조직화에 있어 금속 미립자 템플릿 기술과 초 저 손상 미세가공 기술로서 독자적으로 개발한 고효율 저 에너지 중성 입자 빔 가공 기술을 융합하는 것으로 실리콘(Si) 기반상에 면밀도가 1012cm-2 이상으로 균일한 간격, 게다가 손상이 없는 6.4nm 양자 나노 원반 배열 구조 제작에 성공하였으며, 실리콘 카바이드(SiC) 박막과의 샌드위치 구조를 이용한 태양 전지 제작 프로세스 기술을 확립하였습니다. 이 때에 실리콘 양자 원반 구조간에 형성되는 새로운 밴드(미니 밴드)에 의해 종래의 박막과 비교해서 빛 흡수 효율이 크게 향상되었으며, 발생한 캐리어(전자, 홀)의 수송 특성도 큰 폭으로 향상하는 것을 최초로 실증하였습니다. 이 단층 실리콘 양자 나노 원반 배열 구조와 SiC 박막과의 샌드위치 구조를 이용해서 태양 전지를 시험 제작한 결과, 에너지 변환 효율이 12.6%나 실리콘 양자 도트 태양전지로서는 세계 최고치를 달성하였습니다.

이 결과는 실리콘 양자 나노 원반 배열 구조와 SiC 박막과의 샌드위치 구조를 5층 정도 두께로 한 흡수 층을 탠덤화 하는 것에 의해 이론적으로 에너지 변환 효율이 40%이상인 초 고효율 실리콘 양자 도트 태양 전지가 실현될 가능성을 보인 것으로서 실리콘 만을 사용한 초 고효율 양자 도트 태양 전지의 실현에 있어 획기적인 성과입니다.

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[문의처]

동북대학 유체과학 연구소

담당: 사무카와 세이지(寒川 誠二), 쿠보타 토모히로(久保田 智広)

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