전북대, 페로브스카이트 태양전지 기능성 나노복합소재 개발

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전북대(총장 김동원)는 한윤봉 공대 화학공학부 교수팀이 페로브스카이트 태양전지에 적용할 수 있는 안정성이 우수한 기능성 나노복합소재를 개발했다고 17일 밝혔다.

한윤봉 전북대 교수.
<한윤봉 전북대 교수.>

페로브스카이트 태양전지는 실리콘 태양전지를 대체할 차세대 태양전지로 각광받고 있지만 장기간 공기에 노출될 경우 광학·열적 불안정성과 이온 이동 및 물로 페로브스카이트 물질이 분해돼 수명과 효율이 현저하게 떨어지는 단점을 갖고 있다.

한 교수팀은 두 종류의 유기 양이온을 최적 혼합해 페로브스카이트 분자를 만들고 이를 구리가 도핑된 산화니켈(Cu:NiO)과 혼합해 기능성 복합소재를 만들었다. 이를 페로브스카이트 태양전지 활성층에 적용한 결과 광전류밀도와 채움인자, 광전환효율이 향상된 고성능 태양전지를 제조할 수 있었다.

특히 광학·열적 안정성과 공기 안정성이 크게 개선됐으며 대기조건에서 240일이 지나도 태양전지 효율을 97% 이상 유지하는 것으로 나타났다.

한윤봉 교수는 “화학적, 열적, 광학적으로 불안정한 페로브스카이트 실용화에 걸림돌이 되는 원인을 이론적으로 규명하고 해결책을 제시했다는 점에서 의미가 있다”고 말했다.

전주=김한식기자 hskim@etnews.com