특수설비 없이 31% 효율…탠덤 태양전지 상용화 성큼 작성일 06-11 31 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">UNIST 석상일 교수 연구팀 개발</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="Qjt0AyyOhd"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="2216c71f2d22dd45dbacf3b891795c4af4e7e1f1f67af8c0ff18097885989f22" dmcf-pid="xAFpcWWICe" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="석상일 특훈교수(왼쪽부터), 최경진 교수, 김귀수 박사, 노영임 연구원. 사진제공=UNIST" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202606/11/seouleconomy/20260611151122548rjpg.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="PbkwKnnQSJ" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202606/11/seouleconomy/20260611151122548rjpg.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 석상일 특훈교수(왼쪽부터), 최경진 교수, 김귀수 박사, 노영임 연구원. 사진제공=UNIST </figcaption> </figure> <p contents-hash="54d4bed652ad10b02f6ff6eaa2312a27ff8c7a8b4a5241b1266c1227dca08dcf" dmcf-pid="yUgjuMMVyR" dmcf-ptype="general">‘꿈의 태양전지’로 불리는 페로브스카이트·실리콘 탠덤 태양전지를 일반 대기 중에서도 고효율로 만들 수 있는 핵심 계면 기술이 국내에서 개발됐다. 수분과 산소를 차단한 특수 설비 없이도 세계 최고 수준의 효율을 구현해 차세대 태양전지 상용화와 대량생산의 문턱을 낮췄다는 평가가 나온다.</p> <p contents-hash="508dc1e3db6e820bcd4a0ed3521fcff13282a1006c7aaf4568e6fad1c882867b" dmcf-pid="WuaA7RRfTM" dmcf-ptype="general">울산과학기술원(UNIST)은 석상일 에너지화학공학과 특훈교수와 최경진 신소재공학과 교수 공동 연구팀이 사우디아라비아 킹압둘라과학기술대(KAUST) 연구팀과 함께 3성분 자기조립 분자 접촉층(TSN)을 개발했다고 11일 밝혔다. 이번 연구 결과는 광학·광자공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 포토닉스’에 이달 1일 공개됐다.</p> <p contents-hash="e4a234020e531c22ad5f47616b9b07312c91f454f8da33b67560e5b8ea6c0036" dmcf-pid="Y7Nczee4yx" dmcf-ptype="general">페로브스카이트·실리콘 탠덤 태양전지는 실리콘 태양전지 위에 페로브스카이트 태양전지를 쌓은 구조다. 위쪽 페로브스카이트가 짧은 파장의 빛을 흡수하고 아래쪽 실리콘이 남은 빛을 흡수해 기존 실리콘 태양전지보다 높은 효율을 낼 수 있다. 이 때문에 중국 등 주요국이 주도권 확보에 나선 차세대 태양광 기술로 꼽힌다.</p> <p contents-hash="596e7f2fa8218cba4eec5aeff6cc58c49cb2ae99d57fe70f9fd5575237bab5a0" dmcf-pid="Gzjkqdd8vQ" dmcf-ptype="general">고효율 탠덤 전지에 널리 쓰이는 자기조립단분자막(SAM)은 전하를 잘 이동시키는 얇은 접촉층이지만 공기 중 수분에 취약하다. 수분이 전극 표면과 분자층 사이의 결합을 방해하면 코팅층이 고르게 형성되지 않고, 이후 페로브스카이트 용액을 바르는 과정에서 일부가 흐트러진다. 이 때문에 기존에는 글로브박스처럼 수분과 산소를 차단한 설비가 필요했고, 대면적·저비용 생산의 걸림돌로 작용했다.</p> <p contents-hash="2d945d7b7b9e752f0cc4d2db215a113ff46412cce12261fd1f33a843b01ebaf0" dmcf-pid="HqAEBJJ6yP" dmcf-ptype="general">연구팀은 기존 SAM 물질인 Me-4PACz에 GDMA와 AG를 더한 3성분 접촉층을 설계했다. GDMA는 분자들이 전극 위에 균일하게 퍼지고 열처리 후 단단히 고정되도록 돕는다. AG는 페로브스카이트와 맞닿는 계면의 결함을 줄여 빛을 받아 생긴 전하가 중간에 사라지는 현상을 억제한다. 그 결과 공기 중에서도 균일한 계면 박막을 만들고 전하 손실을 줄일 수 있었다.</p> <p contents-hash="d0dbe0680ed634753bd5708c113cbe027318427f7b3409fdd841d0a950008ac9" dmcf-pid="XBcDbiiPh6" dmcf-ptype="general">이 물질을 적용한 페로브스카이트·실리콘 탠덤 태양전지는 일반 대기 중 제작 조건에서 31.72%의 효율을 기록했다. 이는 대기 중 제조 탠덤 전지 가운데 세계 최고 효율이다. 공인 인증 효율도 31.36%로 확인됐다. 질소 분위기에서는 32.60%의 효율을 달성했다.</p> <p contents-hash="a2cad43e5a9f8829af7628c0bac615a49371dd39c9ca33a480055a3972068c89" dmcf-pid="ZbkwKnnQv8" dmcf-ptype="general">내구성도 개선됐다. 보호 포장 없이 섭씨 85도의 고온 환경에 600시간 노출한 뒤에도 초기 성능의 92% 이상을 유지했고, 실제 태양광을 모사한 강한 빛을 1000시간 연속으로 쬔 뒤에도 90% 이상의 효율을 지켰다. 7×7㎠ 대면적 기판에서도 페로브스카이트 박막이 고르게 형성돼 향후 블레이드 코팅, 슬롯다이 코팅 등 산업용 대면적 공정으로 확장할 가능성도 확인했다.</p> <p contents-hash="a5654976d8fb3575730439ffba4db95eabc7aa657c9638655727ebea281183b1" dmcf-pid="5Fio366bC4" dmcf-ptype="general">석 교수는 “고효율 탠덤 태양전지를 상용화하려면 성능뿐 아니라 실제 공정에서의 재현성과 생산 비용까지 해결해야 한다”며 “이번 연구는 대면적 제조 공정으로 확장하는 데 필요한 기술적 기반이 될 것”이라고 말했다.</p> <p contents-hash="ac4f84ae9a14dbc49a5bc328a32f256a88a7017bd873ddb51123166fc2e7ccd6" dmcf-pid="13ng0PPKhf" dmcf-ptype="general">서지혜 기자 wise@sedaily.com</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 서울경제. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 쿠팡, 역대 최대 6249억 과징금 '철퇴'…개인정보 관리 부실이 부른 참사 06-11 다음 "쿠팡 정보 2차 피해 확인 안 됐을 뿐…범죄 악용 가능성 있다"[일문일답] 06-11 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
