도호쿠 대학 대학원 가토 슌 준준 교수의 연구 그룹은 투명하고 유연한 반도체 원자 시트인 '전이 금속 다이칼 코게나이드'를 사용하여 가시광 투과율 약 80%의 매우 높은 투명성을 가진 태양전지 개발.실용 디바이스를 구동할 수 있는 레벨의 발전을 실증했다.

 태양전지는 투명하면 빌딩의 창유리, 자동차의 앞유리, 안경, 인체의 피부, 비닐하우스 등 다양한 환경에서 태양광 발전이 가능해진다.따라서 에너지 문제와 환경 문제 해결에 기여할 것으로 기대된다.그러나, 종래의 투명 태양전지는, 가시광 투과율이 60% 정도 이하이며, 육안으로 존재가 확실히 확인할 수 있는 「반투명한 태양 전지」가 대부분이었다.

 연구 그룹은 원자 순서의 두께를 갖는 반도체 2차원 시트인 전이금속 다이칼코게나이드(TMD)에 주목했다. 2017년에 쇼트키 발전이라고 불리는 TMD용의 신규 발전 기구를 제창.이번 투명 전극으로 산화인듐주석(ITO) 전극을 활용해 가시광 투과율 약 80%의 육안으로 거의 존재를 인식할 수 없는 수준의 고투명 태양전지 개발에 성공했다.

 게다가 TMD 태양전지의 나노스케일 기본 유닛의 최적 구조를 발견하고, 이들을 1cm2로 집적화함으로써 실용 디바이스를 구동할 수 있는 레벨의 전력(420pW)이 발전 가능하다는 것을 실증했다.향후, 복수의 기판을 접속한 대규모 모듈화를 진행시켜, 많은 실용 디바이스가 구동 가능한 대전력 발전의 실현을 검토하고 있다.

 이번에 개발한 기술로 앞으로 몸 주변의 다양한 생활환경에서 미소에너지 발전이 가능해져 에너지 문제와 환경 문제를 동시에 해결할 수 있는 혁신적 사회공헌을 기대할 수 있다고 한다.

논문 정보:【Scientific Reports】Fabrication of near-invisible solar cell with monolayer WS2

도호쿠 대학

혁신의 원천이 되는 뛰어난 연구 성과를 창출해, 차세대를 담당하는 유능한 인재를 육성

도호쿠 대학은 개학 이래의 「연구 제일주의」의 전통, 「문도 개방」의 이념 및 「실학 존중」의 정신을 바탕으로, 풍부한 교양과 인간성을 가져 인간·사회나 자연의 사상 에 대해 「과학하는 마음」을 가지고 지적 탐구를 하는 행동력이 있는 인재, 국제적 시야에 서 다양한 분야에서 전문성을 발휘해 지도적

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