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선루프가 태양광 발전소…UNIST, 태양전지 핵심 소재 개발

2020-10-05 19:10:07

석상일 교수팀, 페로브스카이트 태양전지 광활성층 성능·안정성 향상
광활성층 구성 이온 바꿔 구조 변형 최소화…Science 논문 게재
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[농업경제신문=박남철 기자] 차량 선루프에서 전기를 생산할 수 있게 됐다. 건물 외벽이나 차량 선루프에 태양전지를 붙여서 전기에너지를 얻는 기술이 개발됐기 때문이다.

5일 UNIST(총장 이용훈)에 따르면 이 대학 에너지화학공학과 석상일 교수팀은 페로브스카이트 태양전지 광활성층의 미세 구조 변형을 최소화해 발전효율과 안정성을 모두 잡을 수 있는 기술을 개발했다.

광활성층을 구성하는 입자(이온)간 크기를 고르게 맞춰주는 새로운 방법으로 내부 미세 구조가 틀어지거나 기울어져 발생하는 문제점을 해결했다는 설명이다. 이 물질을 쓴 석 교수팀의 페로브스카이트 태양전지는 논문으로 보고된 최고효율인 25.17%의 발전효율을 기록했다.

페로브스카이트 태양전지는 상용화된 실리콘 태양전지와 달리 건물 외벽이나 주행하는 차량에 설치할 수 있다는 장점이 있다.

석상일 교수팀은 광활성층인 페로브스카이트를 구성하는 이온의 종류와 비율을 바꾸는 방식으로 내부 결함을 줄이고 화학적 안정성을 높인 것으로 알려졌다.

개발된 페로브스카이트 소재는 내부의 압력과 변형이 완화돼 구조적 안정성을 얻었을 뿐만 아니라 결함이 적어 전지가 태양광을 전기에너지로 바꾸는 효율이 높다. 이를 통해 25.17%의 높은 효율(공인 인증 효율 24.44%)을 갖는 페로브스카이트 태양전지를 얻을 수 있었다.

석상일 에너지화학공학과 교수는 "페로브스카이트 구조와 물질에 관한 심도 있는 이해를 바탕으로 효율과 안정성을 모두 갖춘 광활성층 소재를 개발할 수 있었다"며 "소재 원천 기술을 확보했다는 점에서 향후 차세대 태양전지 시장에서 기술적 우위를 점하는 데 기여할 뜻깊은 연구"라고 설명했다.

한편 이번 연구는 미래창조과학부 리더연구사업, 글로벌프런티어사업(멀티스케일에너지스스템연구단)과 기후변화대응사업의 지원 등으로 수행됐다.

박남철 기자 pnc4015@daum.net
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