국내 연구진, 초소형 태양전기 기반기술 개발

초집적·유연·투명한 전자소자인 차세대 실리콘 시대 이끌 것으로 기대

국내 연구진이 향후 전자 소자의 소형화 문제와 태양전지의 효율 문제를 획기적으로 개선할 수 있는 기술 개발에 성공했다. 특히 이 기술은 차세대 투명 플렉서블 소자 구현에 중요한 밑거름이 될 것으로 기대되고 있다.

미래창조과학부는 27일 최성율 한국카이스트(KIST) 교수 연구팀이 이차원 물질인 이셀렌화몰리브덴(MoSe2)의 대면적 합성 기술 연구에 성공했다고 밝혔다.

이셀렌화몰리브덴은 몰리브덴과 셀레늄이 삼각 프리즘 형태로 결합해 층상구조를 이룬 물질로, 얇고 유연할 뿐만 아니라 그래핀과 달리 반도체 특성을 가지고 있다. 이 같은 반도체 특성을 원자수준에서 구현할 수 있음이 최근에 밝혀지면서 이를 이용한 초소형, 고효율 태양전지 등의 연구가 활발히 진행 중이다.

이번 연구는 최성율 카이스트 교수의 주도로, 조병진 교수, 안치원 카이스트 부설 나노종합기술원 박사 등이 공동으로 수행했으며, 미래부가 지원하는 글로벌프론티어사업의 나노기반소프트일렉트로닉스연구단과 나노소재원천기술개발사업 지원으로 이뤄졌다. 연구결과는 지난 2일 나노분야 국제학술지 ACS Nano지 온라인판에 게재됐다.

연구진은 화학기상증착법을 이용해 높은 재현성과 우수한 막질을 가지는 단일층의 이셀렌화몰리브덴을 대면적으로 합성했고, 여기에 그래핀에 이셀렌화몰리브덴를 수직방향으로 쌓는 대면적 합성에도 성공했다.

연구진은 “그래핀은 전기적, 광학적, 기계적 특성이 매우 우수하지만 전도성 물질이기 때문에 반도체 특성을 가진 소재에 대한 연구가 전 세계에서 경쟁적으로 진행되고 있다”며 “MoSe2라는 반도체성 물질의 대면적 성장기술과 그래핀-MoSe2 헤테로구조의 물성을 세계 최초로 밝힘으로써 차세대 반도체와 광소자로 응용하기 위한 실질적인 가능성을 보여 준 연구”라고 의의를 밝혔다.