[전북=뉴스핌] 이백수 기자 = 전북대 나석인 교수 연구팀이 첨가물을 이용한 '고품질 페로브스카이트 박막형성 기술'을 개발해 차세대 태양전지의 상용화 길을 열었다고 14일 밝혔다.
특히 연구팀은 이를 적용해 세계 최고 수준의 효율을 달성함으로써 '고효율 대면적 페로브스카이트 태양전지'의 상용화를 앞당길 수 있는 길을 열었다.
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왼쪽부터 나석인 교수, 권성남 연구교수, 최미정 대학원생[사진=전북대학교] 2020.05.14 lbs0964@newspim.com |
페로브스카이트 태양전지 상용화는 광흡수 특성이 높은 고품질의 대면적 페로브스카이트 광활성층을 얼마나 튼튼하고 안정적으로 제조할 수 있는가에 달려있다. 이 부분에서 고품질 대면적 페로브스카이트 광활성층 제조 및 안정성 향상은 상용화를 위해 해결해야할 과제다.
나석인 교수팀은 기존 페로브스카이트 광활성층 내부 및 표면에 존재하는 다수의 결함에 의해 효율이 저하되고 안정성에 치명적인 문제들이 발생되는 해결하기 위해 두 가지 기능기를 동시에 가지는 새로운 유기물 첨가제를 도입하고, 기능기의 역할을 밝히는 것에 역점을 뒀다.
이번 연구에서 도입된 새로운 유기물 첨가제가 페로브스카이트 박막 내부 및 표면의 결함을 줄이고 보완함으로써 태양전지의 효율과 안정성을 동시에 향상시켰다. 수산화 말단 기능기(-OH)에 의한 선택적 양이온 착화물의 형성으로 페로브스카이트 결정성장이 제어되고 결함이 감소된 것이라고 연구팀은 설명했다.
실제로 이 페로브스카이트 태양전지는 단위소자에서 21.0%의 높은 효율을 기록했으며, 대면적 소자에서는 세계 최고 수준인 20.4%의 효율을 달성한 것으로 나타났다.
전북대학교 권성남 연구교수, 나석인 교수, 최미정 석사과정, 전력연구원 김도형 박사가 주도한 이번 연구결과는, 에너지과학 분야 세계적인 학술지 '나노 에너지'에 2020년 5월 게재됐다.
lbs0964@newspim.com