재료연, 고효율 저비용 페로브스카이트 태양전지 제조기술 개발

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재료연구소(KIMS·소장 이정환)는 부산대 및 울산과학기술원(UNIST)과 공동으로 납과 값비싼 귀금속 전극을 카본으로 대체하고, 에너지 효율은 높인 친환경 비스무스 페로브스카이트 태양전지를 개발했다고 3일 밝혔다.

페로브스카이트 태양전지는 기존 실리콘 태양전지에 비해 가격이 저렴하고, 가공이 용이한데다 유연성이 뛰어나고 다양한 재료를 사용할 수 있는 것이 강점이다. 하지만 태양광 활성층 물질로 납을 사용하고, 태양전지 셀의 상부 전극으로 값비싼 귀금속 전극을 사용한다. 귀금속 전극은 진공장비로 증착해 사용해야 하기 때문에 속도가 느리고 대면적 제조도 어렵다.

고효율 저비용 페로브스카이트 태양전지 모듈.
<고효율 저비용 페로브스카이트 태양전지 모듈.>

공동 연구팀은 안정성이 떨어지는 홀(정공) 전도체 물질을 없애고 광 활성층의 밴드 갭을 줄여 효율을 높였다. 귀금속 전극은 상대적으로 가볍고 전도성이 우수한 카본으로 대체했다. 여기에 롤투롤, 프린팅 공정을 적용, 대면적 태양전지 제작을 가능하게 했다.

공동 연구팀은 이 기술을 배터리에 접목해 에너지 생산 뿐 아니라 저장도 가능한 에너지 융합연구를 수행하고 있다.

연구책임자인 송명관 KIMS 선임연구원은 “고효율, 고안정성, 저비용의 하이브리드 태양전지를 개발할 수 있는 기술”이라면서 “배터리 같은 에너지 저장장치와 접목하면 다양한 이동기기의 전원공급 장치로 사용 가능하다”고 말했다.

부산=임동식기자 dslim@etnews.com

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