전북대 나석인 교수팀, 차세대 태양전지 상용화 ‘길 열었다’

새만금일보 | 기사입력 2020/05/14 [16:46]

전북대 나석인 교수팀, 차세대 태양전지 상용화 ‘길 열었다’

새만금일보 | 입력 : 2020/05/14 [16:46]


전북대학교 나석인 교수(유연인쇄전자전문대학원) 연구팀이 첨가물을 이용한‘고품질 페로브스카이트(Perovskite) 박막형성 기술’을 개발해 관심이 모아지고 있다.


특히 연구팀은 이를 적용해 세계 최고 수준의 효율을 달성함으로써‘고효율 대면적 페로브스카이트 태양전지’의 상용화를 앞당길 수 있는 길을 열었다.


나석인 교수팀은 기존 페로브스카이트 광활성층 내부 및 표면에 존재하는 다수의 결함에 의해 발생하는 효율 저하와 안정성 문제를 해결하기 위해 두 가지 기능기를 동시에 가지는 새로운 유기물 첨가제를 도입했다.


그 결과 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.


또 이 페로브스카이트 태양전지는 페로브스카이트 광활성층을 수분과 공기로부터 안전하게 보호하는 봉지(encapsulation)를 하지 않은 상태로 상대습도 30~40%인 조건에서 60일 동안 초기 효율의 72%를 유지, 상대습도가 50%~60%인 조건에서 104일 동안 초기 효율의 36%를 유지함으로써 높은 수분안정성과 장기구동 안정성이 확인됐다.
 
이번 연구를 주도한 권성남 연구교수는 “페로브스카이트 태양전지 기술은 빠르게 발전해 이제는 실리콘 태양전지에 견줄 수 있을 만큼 효율이 향상됐지만 상용화를 위한 기술 확보는 더딘 상태”이라며 “이번 연구결과는 향후 고효율 대면적 페로브스카이트 태양전지 상용화를 앞당길 수 있는 초석이 될 것”이라고 말했다./이인행 기자

 
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