플러렌 소자가 태양전지와 인버터 모두 역할한다

다국적 팀이 자기 전극과 C60 플러렌의 결합을 이용하여 태양전지를 개발했다. 이 태양전지는 일반적인 재료와 구조를 이용한 것에 비해 효율이 14% 높았다. 

그들은 ITO와 Al 전극 대신 자기 전극(코발트와 니켈-철)을 사용했다. 자기 전극은 특정 방향의 스핀 전자를 제공하여 스핀 분극 전류가 생성시키는 역할을 한다. 

이 자기 전극을 태양전지에 적용하기 위해 연구자들은 광전기 효과와 스핀 수송 효과 모두 가지는 소자를 만들어야 했다. 즉 전자가 소자를 가로지를 때 스핀 방향을 유지해야 한다는 것이다. 

그들은 소자를 만들던 중 인버터 기능을 추가적으로 개발했다. 외부 자기장을 변화시켜 전류 방향을 바꾼 것이다.(※인버터는 태양전지에 의해 생성된 직류 전류를 교류 전류로 변환 시키는 기능을 한다.)  

그들의 소자의 전류는 2가지 소스로 부터 생성된다: 하나는 빛에 의한 것이고 다른 하나는 자기 전극으로 부터 온다.   

빛에 의해 생성된 전류는 빛의 양에 의해, 자기 전극으로 부터 온 전류는 자기장에 의해 바뀔 수 있다. 양쪽 기여에 대해 균형을 맞추는 것은 전체 전류의 흐름 방향을 바꿀 수 있다는 것을 의미한다. 

이 소자의 기능에 있어서 핵심은 C60 플러렌이다. C60은 광전기 물질인 동시에 전자 캐리어의 스핀 편극을 유지할 수 있다. 

소자에서 실제 전류 출력은 상당히 적었는데 C60이 광전기 물질로서 우수하지 않기 때문이다. 

참고: http://spectrum.ieee.org/nanoclast/semiconductors/materials/solar-cell-and-a-current-inverter-combined-into-one-device