성균관대 정현석 교수팀, TiO2 활용 … 반복굽힘에도 효율 12.2% 유지
화학뉴스 2014.11.20
국내외 공동연구팀이 1000번 이상 휘어져도 효율이 떨어지지 않는 플렉서블(Flexible) 태양전지를 개발했다.한국연구재단은 성균관대학교 정현석 교수팀과 UC 버클리 대학교 이상욱 박사 공동 연구팀이 저온 공정을 이용해 효율을 획기적으로 높인 플렉서블 페로브스카이트 태양전지를 개발했다고 11월20일 발표했다. 태양전지는 소재에 따라 실리콘(Silicon)으로 이루어진 태양전지와 염료감응 태양전지, 무·유기 하이브리드 태양전지 등으로 나뉜다. 페로브스카이트를 이용한 태양전지는 기존 실리콘 태양전지에 비해 제조 단가가 낮고 염료감응 태양전지보다 효율이 높아 차세대 태양전지로 주목받고 있다. 페로브스카이트 태양전지는 전자 수집층을 형성하기 위해 500℃ 이상의 고온 열처리 과정이 필요하기 때문에 열에 약한 플래스틱 기판에 변형을 일으킬 수 있다는 한계가 있다. 연구팀은 저온에서도 우수한 전자 수집 특성을 갖는 비정질 TiO2(Titanium Dioxide)를 이용해 원자층 증착 공정으로 열처리 없이 플래스틱 기판 위에 전자 수집층을 형성하는데 성공했다. 연구팀이 개발한 태양전지 효율은 기존에 알려진 플렉서블 페로브스카이트 태양전지 효율을 크게 뛰어넘는 12.2%를 달성했다. 특히, 손목 둘레의 곡률 반지름 10mm의 플래스틱 기판에서 1000번의 반복적인 굽힘에도 효율을 유지하는 것으로 나타났다. 연구팀 정현석 교수는 “차세대 태양전지로 각광받는 페로브스카이트 태양전지의 상업적 이용가치를 증명한 것”이라며 “앞으로 스마트시계 등 웨어러블(Wearable) 기기의 무선 전력공급원으로 응용될 수 있을 것”이라고 기대했다. 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단이 추진하는 글로벌 프런티어 사업 멀티스케일 에너지시스템 연구단의 지원으로 수행됐으며 연구결과는 에너지·환경 분야 국제학술지인 Energy & Environmental Science 온라인판 11월17일자에 게재됐다. <화학저널 2014/11/20> |
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