고효율·고안정성 차세대 태양전지 기술 나왔다 작성일 10-31 204 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">KAIST 연구팀, 페로브스카이트 태양전지 한계 극복</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="68iyIXMUMa"> <p dmcf-pid="PS5MfiYcdg" dmcf-ptype="general">[아이뉴스24 정종오 기자] 전체 태양 에너지의 약 52%를 활용하지 못하는 문제점을 가진 기존 페로브스카이트 태양전지가 한국 연구팀에 의해 근적외선 광 포집 성능을 극대화하면서도 전력 변환 효율을 크게 향상하는 혁신기술로 개발됐다.</p> <p dmcf-pid="QFv276IiJo" dmcf-ptype="general">차세대 태양전지의 상용화 가능성을 크게 높이며, 글로벌 태양전지 시장에서 중요한 기술적 진전에 이바지할 것으로 보인다.</p> <p dmcf-pid="x5hbpfmedL" dmcf-ptype="general">한국과학기술원(KAIST, 총장 이광형) 전기및전자공학부 이정용 교수 연구팀과 연세대 화학과 김우재 교수 공동 연구팀이 기존 가시광선 영역을 뛰어넘어 근적외선 광 포집을 극대화한 고효율·고안정성 유무기 하이브리드 태양전지 제작 기술을 개발했다고 31일 발표했다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="ysgHStJqRn" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="KAIST 연구팀이 태양전지의 전력 변환 효율을 24.0%까지 끌어올렸다. [사진=KAIST]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202410/31/inews24/20241031091420759kuya.jpg" data-org-width="580" dmcf-mid="8n0iQa5rnN" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202410/31/inews24/20241031091420759kuya.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> KAIST 연구팀이 태양전지의 전력 변환 효율을 24.0%까지 끌어올렸다. [사진=KAIST] </figcaption> </figure> <p dmcf-pid="WaQIEvf5ni" dmcf-ptype="general">연구팀은 가시광선 흡수에 한정된 페로브스카이트 소재를 보완하고, 근적외선까지 흡수 범위를 확장하는 유기 광반도체와의 하이브리드 차세대 소자 구조를 제시하고 고도화했다.</p> <p dmcf-pid="YlctYUg2RJ" dmcf-ptype="general">해당 구조에서 주로 발생하는 전자구조 문제를 밝히고 다이폴 층(소자 내 에너지 준위를 조절해 전하 수송을 원활하게 하고, 계면의 전위차를 형성해 소자 성능을 향상하는 역할을 하는 얇은 물질 층)을 도입해 이를 획기적으로 해결한 고성능 태양전지 소자를 발표했다.</p> <p dmcf-pid="Go6scl2Xid" dmcf-ptype="general">기존 납 기반 페로브스카이트 태양전지는 850나노미터(nm) 이하 파장의 가시광선 영역에만 흡수 스펙트럼이 제한돼 전체 태양 에너지의 약 52%를 활용하지 못하는 문제가 있다.</p> <p dmcf-pid="HywpZqA8de" dmcf-ptype="general">이를 해결하기 위해 연구팀은 유기 벌크 이종접합(BHJ)을 페로브스카이트와 결합한 하이브리드 소자를 설계, 근적외선 영역까지 흡수할 수 있는 태양전지를 구현했다.</p> <p dmcf-pid="XrLYh5e7nR" dmcf-ptype="general">나노미터 이하 다이폴 계면 층을 도입해 페로브스카이트와 유기 벌크 이종접합(BHJ) 간의 에너지 장벽을 완화하고 전하 축적을 억제, 근적외선 기여도를 극대화하고 전류 밀도(JSC)를 4.9 mA/cm²향상하는 데 성공했다.</p> <p dmcf-pid="ZlctYUg2eM" dmcf-ptype="general">이번 연구의 핵심 성과는 하이브리드 소자의 전력 변환 효율(PCE)을 기존 20.4%에서 24.0%로 대폭 높인 것이다. 이번 연구는 기존 연구들과 비교했을 때, 높은 내부 양자 효율(IQE)을 달성하며 근적외선 영역에서 78%에 달하는 성과를 기록했다.</p> <p dmcf-pid="5b1R4nGknx" dmcf-ptype="general">이 소자는 높은 안정성을 보여 극한의 습도 조건에서도 800시간 이상의 최대 출력 추적에서 초기 효율의 80% 이상을 유지하는 우수한 결과를 보였다.</p> <p dmcf-pid="1hA1Wpo9RQ" dmcf-ptype="general">이정용 교수는 “이번 연구를 통해 기존 페로브스카이트/유기 하이브리드 태양전지가 직면한 전하 축적과 에너지 밴드 불일치 문제를 효과적으로 해결했다”며 “근적외선 광 포집 성능을 극대화하면서도 전력 변환 효율을 크게 향상시켜 기존 페로브스카이트가 가진 기계적-화학적 안정성 문제를 해결하고 광학적 한계를 뛰어넘을 수 있는 새로운 돌파구가 될 것”이라고 말했다.</p> <p dmcf-pid="tRKcLr7vnP" dmcf-ptype="general">KAIST 전기및전자공학부 이민호 박사과정과 김민석 석사과정이 공동 제1 저자로 참여한 이번 연구(논문명 : Suppressing Hole Accumulation Through Sub-Nanometer Dipole Interfaces in Hybrid Perovskite/Organic Solar Cells for Boosting Near-Infrared Photon Harvesting)는 국제 학술지 `어드밴스트 머티리얼스(Advanced Materials)' 9월 30일 자 온라인판에 실렸다.</p> <address dmcf-pid="F8uoRAFOM6" dmcf-ptype="general">/정종오 기자<span>(ikokid@inews24.com)</span> </address> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 아이뉴스24. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 인간 아닌 동물들, 수시로 술에 취한다 10-31 다음 ETRI, 최첨단 ‘지능형 사물인터넷’ 기술 공개 10-31 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
