신소재공학부 연구팀(최현주 교수 책임연구원, 최희만 교수 공동연구원)의 다결정 실리콘에서의 전위 제어 (Manipulation of dislocations in multicrystalline silicon) 연구과제가 한국연구재단 “2012년도 미주국가와 과학기술협력 확충사업"에 최종 선정되었다. 연구기간은 2012.12.01.부터 2015.11.30.까지 총 3년으로, 미국의 MIT와의 공동연구를 통해 진행된다. 총 연구비는 교내 연구비 지원은 3년간 180,000,000원이며, MIT측 지원금은 $3,472,500 이다.

"미주국가와 과학기술협력 확충사업"은 한-미주국가(북미, 중남미) 간 공동연구 추진 및 네트워크 구축을 통하여 교육과학기술 협력을 강화하고자 하는 목적을 지닌 사업으로, 특히 지구온난화, 이상기후, 환경, 인구, 빈곤, 에너지 등 미래 환경 관련 연구 분야에 대해서 미주국가의 인적 물적 정보자원을 활용한 협력연구를 통하여 범지구적 문제를 해결하고, 자원부국과의 협력 확대를 강화하는 목적으로 추진되고 있다.

본교 최현주 교수 연구팀에서는 국민대학교와 MIT PV lab(태양전지연구소)이 협력하여, 태양전지에 사용되는 다결정 실리콘의 효율을 저하하는 매우 치명적인 구조적 결함인 "전위(dislocations)"를 제어함으로써 저가의 추가 공정으로 실리콘 태양전지 효율을 극대화할 수 있는 기술을 개발하고 있으며, 세부적인 내용은 아래와 같다.

1) 국내 연구가 대부분 소자에 집중되어 온 반면, 본 연구는 태양전지 소재 원천기술개발 시도로서 기존의 응용기술개발에 머무르는 한계점을 극복할 수 있다.

2) MIT의 학생교류 프로그램을 활용하여, 연구진의 활발한 인력 교류가 예정되어 있으며, 이를 통해 학생들이 국제 감각을 키우고 선진 연구 문화를 경험할 수 있으리라 생각된다.

3) 상대국 MIT PV Lab은 세계 최고수준의 synchrotron 기반 소재 분석기술 및 관련 인프라를 구축하고 있으며, 국내에는 미도입 또는 취약한 전문분석기술을 보유하고 있어서 협력 연구를 통한 우수한 연구 결과 도출이 기대된다.

4) 신소재공학과(국민대)와 기계공학과(MIT), 소재와 소자 분야의 협력/융합 연구를 통해. 미개척 연구 분야에 대한 연구 성과가 기대된다.

 

이번에 진행되는 다결정 실리콘에서의 전위 제어 (Manipulation of dislocations in multicrystalline silicon) 연구과제는 다결정 실리콘 태양전지로 활용될 수 있다. 이번 연구를 통해서 다결정 실리콘 태양전지의 전위밀도를 획기적인 수준으로 줄여 전지 효율을 30% 이상 향상시킨다면, 180%의 제조단가 절감 효과, 1조 이상의 시장 창출 효과를 나타낼 수 있으리라 기대된다.