과학기술정보통신부와 한국연구재단은 이달의 과학기술인상 10월 수상자로 양창덕 울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학과 교수를 선정했다고 6일 밝혔다.

이달의 과학기술인상은 우수한 연구개발 성과로 과학기술 발전에 공헌한 연구개발자를 매월 1명씩 선정, 과기정통부 장관상과 1000만원을 수여하는 시상이다.

양 교수는 다양한 초고성능 유기반도체 소재와 소자 제작기술을 확보하고, 효율성과 안정성을 동시에 갖춘 페로브스카이트 태양전지를 개발했다. 과기정통부와 연구재단은 양 교수가 차세대 반도체 기반 미래산업의 발전과 국가 경쟁력 강화에 기여한 공로를 높이 평가했다고 선정 이유를 설명했다.

구체적으로 살펴보면, 양 교수는 페로브스카이트 태양전지 상용화의 걸림돌로 지목되고 있는 수분 취약성과 효율성 문제를 동시에 해결할 수 있는 새로운 정공 수송층 물질을 개발했다. 태양전지가 흡수한 빛은 전자와 양전하입자인 정공으로 나뉘어 이동하는 과정에서 전기가 발생하는데, 정공 수송층은 전극으로 나르는 통로로 태양전지 효율에 관여한다.

연구팀은 정공 수송층을 이루는 스파이로 물질에 불소(F)를 도입하는 간단한 방법으로 수분 안정성과 고효율을 동시에 잡았다. 신규 물질을 적용한 페로브스카이트 태양전지는 실험 결과 논문으로 보고된 최고 수준의 효율인 24.82%를 나타냈다. 상용화 가능성을 확인하기 위해 제작한 1㎠ 대면적 소자에서도 22.31%의 고효율을 달성했다고 한다.

또 500시간 고습도 환경에서 진행한 안정성 시험에서 초기 성능의 87% 이상을 유지하는 것이 확인됐다. 그동안 양립하기 어려웠던 수분 안정성과 효율 문제를 기존 스파이구조 물질에 불소 원자를 도입하는 방식을 통해 동시에 해결한 획기적인 연구로 평가받고 있다. 연구 결과는 지난해 9월 사이언스(Science)지에 게재되기도 했다.

양창덕 교수는 “이번 연구는 차세대 페로브스카이트 태양전지의 안정성과 효율의 문제를 동시에 해결한 핵심 소재를 독자적으로 개발한데 의의가 있다”면서 “우리나라의 유기 반도체 소재분야의 기술력을 높이고 차세대 태양전지의 상업화를 가속화하는데 이바지 할 것으로 기대한다”고 밝혔다.

세종=조택영 기자 cty@viva100.com