다아라 매거진 _ 2018.09

기술뉴스

[Technical News]열 문제 잡은 페로브스카이트, 태양전지 효율 높여

고질적 열문제 해결하면서 안정성·효율 동시에 확보

[Technical News]열 문제 잡은 페로브스카이트, 태양전지 효율 높여 - 다아라매거진 기술뉴스
개발된 페로브스카이트 태양전지의 소자구조 및 페로브스카이트 층의 열 안정성


페로브스카이트 태양전지가 상용화되기 위해서는 수분 및 열에 대한 안정성 확보가 필수적이다. 그중에서도 열에 대한 안정성 연구는 현저히 부족한 실정이다.

그나마 열 안정성을 확보하기 위해 무기물 페로브스카이트를 사용하는 방법이 보고됐다. 하지만 밴드갭이 넓어, 효율이 13%에 그칠 뿐이었다. 열 안정성을 추구하다 효율이 낮아진 것이다.

이에, 페로브스카이트 태양전지의 고질적인 문제, 열 안정성을 향상시키는 기술이 개발돼, 상용화에 한걸음 다가갔다. 박태호 교수(포항공과대학교) 연구팀이 열적으로 안정한 고효율의 페로브스카이트 태양전지 제작 기술을 개발했다고 한국연구재단(이사장 노정혜)은 밝혔다.

연구팀은 전자 및 정공 전달층을 제어함으로써 페로브스카이트 태양전지의 높은 효율을 유지하면서도 열에 대한 취약성을 개선했다.

이 연구에서는 전자 전달층을 쯔비터 이온으로 개질했고 첨가제가 필요 없는 전도성 고분자를 정공 전달층으로 사용했다. 기존 정공 전달층 물질은 수분과 열 안정성이 저하됨에도 불구하고 정공 이동도를 높이기 위해 첨가제를 사용했던 한계를 개선했다.

개발된 페로브스카이트 태양전지는 광전환효율이 20.5%로 높은 효율을 유지한다. 또한 고습 및 고온에서 장기 안정성도 우수해, 140시간이 지난 후에도 초기 효율의 93%를 유지했다. 일반 소자는 초기 효율의 43%로 저하된 것과 대비된다.

박태호 교수는 “이 페로브스카이트 태양전지 연구는 열 안정성과 고효율을 동시에 달성한 최초의 보고”라며, “향후 가혹한 구동환경에서도 활용 가능한 고효율 페로브스카이트 태양전지를 제작해, 상용화를 앞당기는데 기여할 것이다“라고 연구의 의의를 설명했다.

박 교수의 설명에 따르면, 페로브스카이트 태양전지는 매우 높은 광전변환효율을 달성하며 미래 에너지원으로 주목받는 차세대 태양전지이다. 하지만 아직까지 외부 자극에 대한 취약성이 개선되지 못하고 있는 실정이다. 이 연구는 고효율을 유지하면서도 열 안정성을 크게 개선시킬 수 있는 방안을 제시하고 있다.

특히, 현재 페로브스카이트 태양전지 상업화의 가장 큰 걸림돌은 실제 구동 환경에서 소자의 열 안정성이다. 따라서 열 안정성과 광전변환효율을 동시에 향상시킬 수 있는 연구는 페로브스카이트 태양전지의 상업화를 가속화시키는데 이바지할 것으로 기대된다.

가장 많이 본 뉴스

  1. 1[Business Trends]비트코인에서 이더리움으로, 블록체인 기술은 선택이 아닌 필수
  2. 2[2018 사물인터넷 국제전시회]경우시스테크, 건설현장의 안전…‘IPAS’로 지켜라
  3. 3[FactoryⅠ]공장가동률 떨어진 반월·시화공단 속사정 들여다보니…(上)
  4. 4[금속산업대전 2018](주)제니스용접기, “빠른 용접과 최적의 조건 구현”
  5. 5[EnergyⅠ]서울시, 미니발전소 지원 통해 태양광 발전량 늘린다…총 297억 원 투입
  6. 6[Advanced Materials]경량화 추세로 탄소섬유 복합재 시장 확대될 전망

제품리뷰

㈜다아라 사업자번호 : 113-86-70903통신판매 : 서울 구로-1499

㈜산업마케팅 사업자번호 : 113-81-39299통신판매 : 서울 구로-0421

㈜산업일보 인터넷신문사업 등록번호 : 서울 아 00317

서울시 구로구 경인로 53길 15 중앙유통단지 업무 A동 7층

고객센터 1588-0914

팩스 : 02-2616-6005

이메일 : cs@daara.co.kr

상담시간 : 오전 9시~오후 6시

초지일관 삿갓맨
대통령표창