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재료연구소 ‘친환경 태양전지’ 기술 개발

저비용·고효율·가공 용이성 강점

배터리 접목한 에너지 융합 기대

기사입력 : 2018-09-18 22:00:00

값싼 재료로 생산비용은 낮추면서도 효율성은 더 뛰어난 친환경 비스무스 페로브스카이트 태양전지 기술이 개발됐다. 이번 기술은 나노 소재 및 에너지 분야의 세계적인 학술지인 나노 리서치(Nano Research)에 표지논문으로 선정되는 등 그 성과를 인정받았다.

재료연구소(KIMS)는 표면기술연구본부 에너지융합소재연구센터 신종문 박사(박사후 연구원), 송명관 박사 연구팀이 부산대학교 진성호 교수, 울산과학기술원 이준희 교수 연구팀과 함께 인체에 유해한 납과 값비싼 귀금속 전극이 필요 없는 대면적화가 가능한 친환경 비스무스 페로브스카이트 태양전지를 개발하는데 성공했다고 3일 밝혔다.

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/출처= 픽사베이/

페로브스카이트는 사면체, 팔면체 또는 입방체의 결정구조를 가지는 물질로 태양전지에 응용했을 때 실리콘 태양전지보다 높은 23.3%의 전력 변환 효율을 나타낸다.

연구팀은 페로브스카이트 태양전지 물질의 문제점인 유해성과 낮은 안정성 해결, 나아가 저렴한 재료를 사용해 상업화에 어울리는 태양전지를 제작하는데 주목했다. 이를 위해 안정성이 떨어지는 홀 전도체 물질을 없애고 광 활성층의 밴드 갭을 줄여 효율을 높이고 귀금속 전극을 사용하지 않고 상대적으로 가볍고 전도성이 우수한 카본으로 대체하는 등의 방식으로 성공했다. 이번 기술은 고효율, 고안정성, 저비용 하이브리드 태양전지 개발을 위한 독자적인 기술 개발에 기여할 수 있다는 측면에서 그 의미가 크다고 연구팀은 전했다.

유무기 하이브리드 페로브스카이트 태양전지 산업은 기존 실리콘 태양전지에 비해 저가격, 가공 용이성, 유연성, 재료의 다양성 등과 같은 독특한 강점을 가진다.

연구팀은 이번 기술을 배터리와 접목시켜 에너지 생산뿐만 아니라 저장까지 가능한 에너지 융합연구를 수행 중에 있다.

이명용 기자

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