한국나노기술원 강호관 박사의 태양전지 연구팀이 수행중인 민·군겸용기술개발사업을 통해 개발한 흡수파장역역 1,080nm 레이저를 이용하여 무선전력전송(무선충전)이 가능한 고효율 레이저 셀 개발 결과(국내 최고 효율 37.87%)가 2019년 Solar Energy Materials and Solar Cells 논문에 게재되었다.

 해당 연구는 산업통상자원부와 방위사업청이 출연하고 국방과학연구소 민군협력진흥원이 지원하는 민·군겸용기술개발사업의 일환으로 중단거리용 이동식 레이저 기반 무선전력전송 시스템의 광전력 변환 모듈에 사용되는 고효율 화합물반도체 레이저셀의 에피 성장 및 제조기술을 개발하는 국방부 과제이다. Navigant Research에 따르면 무선전력전송 시장 규모가 2020년에 약 148억 달러의 규모에 이를 것으로 전망한 바 있으며, 레이저 기반 무선전력전송 기술은 무인항공기의 마지막 장애물로 불리는 비행거리 제한을 해결할 수 있는 최첨단 기술로 경제적, 산업적 측면에서 큰 파급효과를 불러일으킬 것으로 예측된다. 또한, 무인이동객체, 드론, 로봇 및 전자기기 등 다양한 응용범위에 확대 사용되어 질 것으로 기대된다.

 강호관 박사 연구팀은 이번 연구를 통해 무선전력전송용 고효율 레이저 셀 개발은 갈륨비소(GaAs) 기판과 레이저 셀 물질의 격자 상수(결정안의 원자 간의 가로, 세로, 높이와 같은 간격, Lattice constant) 차이에 의해 발생하는 결함을 줄이기 위해서 변성완충층(격자상수가 순차적으로 변화하는 층)을 적용한 고품위 인듐갈륨비소(In0.24Ga0.76As) 물질을 성장하여 레이저 셀 국내 최고 효율 37.87%를 달성하였다.

 이윤덕 원장은 “레이저 기반 무선전력전송 기술을 통해 드론, 무인 정찰기, 탐지로봇 등의 민군용 전력 공급 기술 발전뿐만 아니라, 향후 전기자동차 주행거리와 모바일 스마트 기기 활용범위 확대를 통해 생활 친화적 무선충전 기술로 발전해 나갈 계획” 이라고 밝혔다.