[서울=뉴스핌] 김영섭 기자 = 기존 페로브스카이트 태양전지의 수명을 2배로 늘리고도 고효율과 안정성을 모두 확보한 새로운 개념의 기술이 개발됐다. 

16일 한국연구재단에 따르면 부산대 화학교육과 진성호 교수와 한국기계연구원 부설 재료연구소 송명관 박사 연구팀은 첨가제를 통해 20%가 넘는 고효율에다 안정된 페로브스카이트 태양전지를 개발했다. 

연구결과는 재료 분야의 세계적인 학술지 ‘어드밴스드 에너지 머티리얼스 (Advanced Energy Materials)’에 이달 10일자로 게재됐다. 

페로브스카이트(perovskite)는 부도체, 반도체, 도체의 성질은 물론 초전도 현상까지 보이는 특별한 구조의 금속 산화물로, 회티타늄석이라고도 한다. 이를 기반으로 한 유·무기 하이브리드 태양전지가 페로브스카이트 태양전지로, 현재 시장에서 주류를 차지한다. 하지만 고효율을 유지하면서 안정성이 우수한 전지 제작에 상당한 어려움움을 겪어 왔다. 

연구팀은 이런 문제점을 해결하기 위해 액정폴리머(Liquid crystalline polymer)를 도입했다. 그 결과 필름 자체의 전도성 향상과 표면제어를 통해 광전 효율도 더 높여주면서 안정성도 획기적으로 향상됐다. 

액정폴리머는 페로브스카이트 필름에서의 입자 크기를 증가시켜 광전 변화 효율을 기존 18%에서 20.63%로 상승시켰다. 특히 페로브스카이트 태양전지 효율의 감소 원인 중 하나인 히스테리시스가 거의 발생하지 않는다. 

또한 액정폴리머는 페로브스카이트 물질 자체의 분해를 느려지게 함으로써 소자의 수명이 2배 이상 우수한 것으로 나타났다. 

진성호 교수는 “개발된 새로운 개념의 페로브스카이트 태양전지는 고품질의 페로브스카이트 박막제어와 대면적으로 균일한 코팅 공정이 가능해 차세대 대면적 페로브스카이트 태양전지 모듈 및 실용화에 크게 기여할 수 있을 것”이라고 연구 의의를 밝혔다.

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