대면적 효율 23.21% 달성…‘페로브스카이트’ 태양전지 상용화 ‘청신호’ 작성일 08-13 37 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">- GIST, 새로운 분자 배열 제어로 전하손실 억제<br>- 연속 광조사 1800시간 후 초기 효율 85% 유지</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="1Vn94KEo50"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="918bd2dbf2d270a7259f2d9a843283e8c86ff68271dd7e9f6908186de411e738" dmcf-pid="tfL289DgG3" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="홍석원(앞줄 왼쪽부터) GIST 화학과 교수, 이광희‘세계 최초 페로브스카이트 태양전지 상용화 전략연구사업단’ 단장, 강홍규 차세대에너지연구소 부소장, 김상진(뒷줄 왼쪽부터) 화학과 박사과정생, 기태윤 히거신소재연구센터 박사, 김상조 차세대에너지연구소 연구원.[GIST 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202608/13/ned/20260813094310138tjng.jpg" data-org-width="1280" dmcf-mid="ZVILNnGhGU" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202608/13/ned/20260813094310138tjng.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 홍석원(앞줄 왼쪽부터) GIST 화학과 교수, 이광희‘세계 최초 페로브스카이트 태양전지 상용화 전략연구사업단’ 단장, 강홍규 차세대에너지연구소 부소장, 김상진(뒷줄 왼쪽부터) 화학과 박사과정생, 기태윤 히거신소재연구센터 박사, 김상조 차세대에너지연구소 연구원.[GIST 제공] </figcaption> </figure> <p contents-hash="11fe175fc5851480c59f6779d5e7e28c86bd861d1aa531a25f234d7a3e13fd29" dmcf-pid="F4oV62waXF" dmcf-ptype="general">[헤럴드경제=구본혁 기자] 국내 연구진이 차세대 페로브스카이트 태양전지 상용화 걸림돌로 작용하던 대면적 효율 저하 문제를 해결할 기술 개발에 성공했다.</p> <p contents-hash="d182f07c5caaf2b013719875862b85ef37b8630fca139ab02993ebaedad82bbb" dmcf-pid="38gfPVrNYt" dmcf-ptype="general">광주과학기술원(GIST)은 ‘세계 최초 페로브스카이트 태양전지 상용화 전략연구사업단’ 이광희 사업단장 연구팀이 페로브스카이트 태양전지의 계면에서 분자의 배열을 제어해 전하 손실을 줄이고, 대면적 소자에서 발생하는 성능 저하를 완화할 수 있는 새로운 분자 설계 원리를 제시했다고 13일 밝혔다.</p> <p contents-hash="e9f7c94330acfa15393d88695852e05cef21175fde0a4f157b1f5e5893daba01" dmcf-pid="06a4Qfmj51" dmcf-ptype="general">페로브스카이트 태양전지는 빛을 전기로 바꾸는 ‘광전변환효율’이 높아 차세대 태양전지로 주목받고 있다.</p> <p contents-hash="209a3f3ffda50efc79fb57fada00f8be47150b1f0ae22e15c3ef85522ffbb099" dmcf-pid="pPN8x4sAt5" dmcf-ptype="general">태양전지가 높은 효율을 내기 위해서는 빛을 흡수하는 ‘광흡수층’에서 생성된 전하가 ‘전하수송층’으로 원활하게 이동해야 한다. 그러나 소자의 면적을 넓히면 두 층이 맞닿는 계면의 상태가 위치에 따라 달라지면서 전하 이동이 불균일해지고, 이에 따라 효율이 떨어질 수 있다.</p> <p contents-hash="09e47f4ece79fdc83fd548be3621b1e0c9759b66b486caf85d6bc1c11e801f48" dmcf-pid="UQj6M8OctZ" dmcf-ptype="general">특히 페로브스카이트 표면에 유기 분자를 도입하는 기존 계면 처리 기술은 전하 손실을 일으키는 표면 결함을 줄이는 데 효과적이지만, 분자들이 불규칙하게 배열되면 전하의 이동을 방해해 계면에서 추가적인 손실이 발생할 수 있다.</p> <p contents-hash="044eed660a8eb33fa062cf5d541131c4ada002e3605c3a16e4d165d4fe3cbf98" dmcf-pid="uxAPR6IkGX" dmcf-ptype="general">연구진은 계면의 결함을 줄이는 데 집중해 온 기존 방식에서 한 걸음 더 나아가, 계면을 이루는 분자들이 규칙적으로 배열되도록 유도함으로써 전하가 보다 균일하게 이동할 수 있는 계면 구조를 구현했다.</p> <p contents-hash="5bab9165c3366a6b4b709f7fe444fcae96ef06a798d3a863a5d9fa393c30951c" dmcf-pid="7C1OlsqFXH" dmcf-ptype="general">이같은 계면 설계 원리를 실제 페로브스카이트 태양전지에 적용한 결과, 소면적 태양전지에서 26.94%의 인증 광전변환효율을 기록며, 25㎠ 대면적 태양전지에서도 23.21%의 인증 효율을 달성했다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="759b0732d04cbf5c7bbd317c684a67ba105c3b6dc8c6f2ce44cffaee63f20314" dmcf-pid="zhtISOB35G" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="분자의 전하 분포에 따른 규칙적인 배열과 계면 층상 구조 형성 원리.[GIST 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202608/13/ned/20260813094310390eofy.jpg" data-org-width="1280" dmcf-mid="5PzWXy8BGp" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202608/13/ned/20260813094310390eofy.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 분자의 전하 분포에 따른 규칙적인 배열과 계면 층상 구조 형성 원리.[GIST 제공] </figcaption> </figure> <p contents-hash="5e1b1aac21796339d6ddb3a199eb00b0116e2ad4409b9b0fb614450b84e8f2e2" dmcf-pid="qlFCvIb0GY" dmcf-ptype="general">특히 이 25㎠ 대면적 모듈은 10개의 태양전지를 하나로 연결한 일체형(모놀리식) 구조로 제작됐으며, 독립 인증을 통해 성능을 확인했다. 이는 연구진이 제안한 계면 설계가 소면적 소자뿐 아니라 대면적 모듈에서도 높은 효율을 구현하는 데 효과적임을 보여준다.</p> <p contents-hash="8c2377fa4709249a768e9fbd70253642fef4bd572ed508865da82efb8a1e3af2" dmcf-pid="BS3hTCKpHW" dmcf-ptype="general">또한 장기 안정성 평가에서 85℃의 고온 환경에서 1000시간 후 초기 효율의 93% 이상을 유지했으며, 실제 태양광과 유사한 세기의 빛을 지속적으로 비춘 조건에서도 1800시간 후 초기 효율의 85%를 유지했다.</p> <p contents-hash="3bd5c2e59414b8aea25264dadcd1dd7bf06169e860bfd44cf6917c3d22936618" dmcf-pid="bv0lyh9UYy" dmcf-ptype="general">이번 연구에서 제시한 분자 설계 원리가 향후 연속 제조공정 등 대량생산 기술과 결합할 경우 건물일체형 태양광(BIPV), 경량·유연 태양전지, 모바일 전원 등 다양한 분야로 페로브스카이트 태양전지의 활용 범위를 넓히는 데 기여할 것으로 기대된다.</p> <p contents-hash="673db15c2de82c82167e2448f4a5ac4fe6ff41de001946aa0d5d343e6df9a4d6" dmcf-pid="KTpSWl2u1T" dmcf-ptype="general">이광희 전략연구사업단장은 “페로브스카이트 태양전지의 높은 효율을 대면적에서도 구현하는 것은 상용화를 위해 반드시 해결해야 할 과제”라며, “이번에 제시한 분자 설계 원리가 대면적화 과정에서 발생하는 계면 손실을 줄이고 페로브스카이트 태양전지의 상용화를 앞당기는 기반 기술로 활용되기를 기대한다”고 말했다.</p> <p contents-hash="27aa2de4b237db2a9c254a4408f929cf5803e0ebe1614ac21d99c9d19a427fbb" dmcf-pid="9yUvYSV7tv" dmcf-ptype="general">이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈’에 게재됐다.</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 헤럴드경제. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 한서실업, AI 그룹웨어 비즈오피스로 전자결재·이메일까지 언어 장벽 '넘었다' 08-13 다음 질문만 받던 AI가 예약까지…구글 '제미나이' 활동 반경 넓힌다 08-13 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
