국내 연구진이 페로브스카이트 태양전지 상용화를 앞당길 수 있는 기술을 개발했다.
울산과학기술원(UNIST) 에너지 및 화학공학부 석상일 교수팀이 새로운 조성을 가진 페로브스카이트 물질로 광흡수층 소재를 만들어 태양전지에 적용했다고 11월8일 밝혔다.
연구 결과는 사이언스 11월7일자 온라인판에 발표됐다.
새로 개발한 소재는 첨가물을 바꾸는 것만으로 기존 페로브스카이트 태양전지보다 효율과 안정성을 크게 높이는데 성공한 것으로 알려졌다.
페로브스카이트 태양전지는 저가의 무기물과 유기물을 혼합해 제조하기 때문에 저렴하고 저온에서 용액 공정으로 손쉽게 제조할 수 있다는 강점도 갖추고 있어 실리콘(Silicone) 태양전지의 뒤를 이을 차세대 태양전지 후보로 주목받고 있다.
하지만, 페로브스카이트 물질은 상온에서 결정 구조가 변하는 문제점이 있어 결정 구조 안정화를 위해 브롬과 같은 물질을 첨가해야 하며, 브롬 등이 광활성층이 흡수할 수 있는 태양광 파장대역을 줄이기 때문에 전지 효율이 낮아진다는 단점이 있다.
석상일 교수팀은 브롬이나 메틸암모늄을 대신해 메틸렌다이암모늄(MDA)을 첨가함으로써 결정 구조를 안정화하고 효율도 유지해 광활성층의 안정성과 효율성을 동시에 확보했다.
석상일 교수는 “논문 투고 이후 추가로 최적화된 전하 전달 소재를 개발했고 계면 결함 최소화 연구도 진행해 모두 조합하면 26% 이상의 효율 달성이 가능할 것”이라고 강조했다.
이어 “UNIST 창업기업인 프론티어에너지솔루션과 함께 대면적 모듈 기술을 접목해 페로브스카이트 태양전지를 상용화하는 연구를 이어갈 계획”이라고 덧붙였다. (K)