찜솥 더위·높은 습도 견디는 고효율 태양전지 나온다 [지금은 과학] 작성일 04-08 138 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">UNIST 연구팀, 내열 페로브스카이트 태양전지 개발</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="YrmJtdvahS"> <p contents-hash="3184a376aad130e08c0675492194912d8f8b82688bfba5a382adf90b028c1037" dmcf-pid="G860k3Jqvl" dmcf-ptype="general">[아이뉴스24 정종오 기자] 찜솥 같은 환경에서도 1000시간을 버틸 수 있는 페로브스카이트 태양전지가 나왔다. 전지에 보호 필름을 입혔다.</p> <p contents-hash="a58f7bc70e6edd2454db82c6959b212b2d1c03c8751ab6ff24efc40e11580ca8" dmcf-pid="H6PpE0iBhh" dmcf-ptype="general">울산과학기술원(UNIST) 탄소중립대학원 김동석 교수팀은 경상국립대 이태경 교수팀과 태양전지에 보호 필름을 입혀 고온 공정을 버티는 내열 페로브스카이트 태양전지를 개발했다.</p> <p contents-hash="0f10b0090242c037a31ba7c0ae628a32894deadd21aaa92d18b6b1567073b747" dmcf-pid="XPQUDpnbSC" dmcf-ptype="general">이 전지는 25.56%의 높은 초기효율을 보였다. 85℃, 85% 상대습도에서 1000시간을 작동한 뒤에도 초기효율의 85% 이상을 유지했다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="5aa23eff84fd784f1df8d71a2ba0c0bac3e8ac6489f4ac374e84007eb49a40bd" dmcf-pid="ZQxuwULKSI" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="에틸렌 카보네이트를 첨가해 만든 페로브스카이트 태양전지 셀과 모듈의 광전변환 효율. 에틸렌 카보네이트를 쓴 전지는(target) tBP를 쓴 전지(control)보다 광전변환 효율(PCE)이 뛰어났다. [사진=UNIST]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202504/08/inews24/20250408180600296limp.jpg" data-org-width="580" dmcf-mid="WkAPY6sdSv" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202504/08/inews24/20250408180600296limp.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 에틸렌 카보네이트를 첨가해 만든 페로브스카이트 태양전지 셀과 모듈의 광전변환 효율. 에틸렌 카보네이트를 쓴 전지는(target) tBP를 쓴 전지(control)보다 광전변환 효율(PCE)이 뛰어났다. [사진=UNIST] </figcaption> </figure> <p contents-hash="e3343c0d16bf6409beace9a5b4b84f671476d1d8508e792a61e3cf7d5a80be4a" dmcf-pid="5xM7ruo9WO" dmcf-ptype="general">페로브스카이트 태양전지는 상용 실리콘 전지보다 이론적으로 태양광을 전기로 전환하는 효율이 높고, 비용이 싼 차세대 전지다. 실험실 수준에서는 이미 27%의 효율을 기록했다.</p> <p contents-hash="258c0b3681f58c7d58458a9f12fd11edf01d1f95977b8e8bc09fc19eb6795698" dmcf-pid="1MRzm7g2Ts" dmcf-ptype="general">실리콘 전지를 넘어선 이 전지가 상용화 단계에 이르지 못한 이유 중 하나는 내열성이다. 야외에서 장기간 작동하는 전지 특성상 전지를 수분, 산소로부터 보호하는 필름으로 감싸야 한다. 실리콘 전지와 달리 110℃까지 치솟는 공정 온도를 견디지 못하는 것이다.</p> <p contents-hash="b156e7881ca01c9938293d7aa199f7a9262b2bb9981e985467afbc7e7ad200a1" dmcf-pid="tReqszaVvm" dmcf-ptype="general">연구팀은 tBP(4-tert-Butylpyridine)대신 에틸렌 카보네이트(Ethylene Carbonate)라는 물질을 사용해 내열 페로브스카이트 전지를 만들었다. tBP는 태양전지 정공수송층 부분에 넣는 첨가제이다.</p> <p contents-hash="b5432f1c2396ecba7df7c949903de2eb46d12e8bbc78a3934d20a8c0c022bb5b" dmcf-pid="FedBOqNfvr" dmcf-ptype="general">이 물질은 효율은 올리는데 정공수송층의 유리전이 온도를 80℃ 이하로 낮춰 전지가 고온을 견디지 못하게 한다. 유리전이는 정공수송층이 액체 상태에 가까워지는 현상이다.</p> <p contents-hash="d05457c1f49ce663105f067b9686baf3d935e3d4a492278965aa0e185285ddc1" dmcf-pid="3dJbIBj4Tw" dmcf-ptype="general">에틸렌 카보네이트로 만든 전지는 25.56%의 광전변환 효율(PCE)을 기록했다. 이는 tBP를 쓰지 않는 전지 중에서 세계 최고 수준의 효율이다. 또 보호 필름을 입히는 봉지(encapsulation) 공정을 거쳤을 때도 효율 저하가 거의 없다.</p> <p contents-hash="da51911ef7d40b950d4007d119b4bfe3a6ef690d54cc63291d4aeae6cc798ce9" dmcf-pid="0PQUDpnblD" dmcf-ptype="general">봉지된 전지를 85℃, 85% 상대습도의 국제 표준조건에서 실험한 결과, 1000시간 후에도 21.7%의 효율을 유지하는 우수한 내구성을 보였다. 정공수송층의 유리전이 온도도 125℃까지 올라갔다.</p> <p contents-hash="6c7688930aa95c81e6d87fc8c95a93ef9331b0b001638f78e082f6d2b00e1a13" dmcf-pid="pQxuwULKhE" dmcf-ptype="general">이 전지는 100cm² 면적의 모듈로 제작됐을 때도 22.14%의 높은 효율을 보였다. 에틸렌 카보네이트가 tBP만큼 리튬비스마이드(LiTFSI) 도핑제를 균일하게 잘 녹일 수 있기 때문이다.</p> <p contents-hash="edf223050def5569bba5ad1bdc74a2d84e7e590c8f88d57c7ea11dc01ae670cb" dmcf-pid="UxM7ruo9vk" dmcf-ptype="general">LiTFSI가 잘 도핑되면 정공수송층의 전하 전달 성능이 향상돼 전체 태양전지의 효율이 높아진다.</p> <p contents-hash="16acda9a794378eefe0bdb7127848ede1289b1ae1e8692de328e41cfc951a368" dmcf-pid="uMRzm7g2yc" dmcf-ptype="general">김동석 교수는 “이번 연구를 통해 높은 효율을 유지하면서도 고온·고습 환경에서도 안정성을 확보할 수 있는 태양전지 정공수송층 시스템을 개발했다”며 “이는 페로브스카이트 태양전지의 실용화를 위한 결정적 진전을 이룬 것”이라고 설명했다.</p> <p contents-hash="e6fab01c0538342e8812a2bfe36ec8d9b2c4df38699570ccb8eb3dee876b3cdc" dmcf-pid="7ReqszaVvA" dmcf-ptype="general">연구 결과(논문명: Damp-heat stable and efficient perovskite solar cells and mini-modules with tBP-free hole-transporting layer)는 친환경 에너지 분야 국제 학술지 에너지와 환경과학(Energy & Environmental Science)에 4월 7일자로 실렸다.</p> <address contents-hash="35af0df5f72fa4cbac2723fcf1ebe814f8e6929e401a06a343a562d44f26a2b3" dmcf-pid="zedBOqNfSj" 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 GM “SDV 시대 준비 박차·슈퍼크루즈 24개 모델 적용 완료” 04-08 다음 '새내기' 신동민, 쇼트트랙 국가대표 선발전 500m 우승 04-08 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
