“1000시간 넘어도 효율 95%”…차세대 태양전지 ‘수명 난제’ 풀었다 작성일 10-15 64 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">- 에너지연, 산화니켈 촉매로 리튬 이온 제거<br>- 고온·고습 환경서 세계 최고 수준 내구성 확보</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="xsKZTIfztx"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="83cc13c6d5c79ef044e609a85af3f2d93225c5e3cba3d5a3cca9d3b494187d9e" dmcf-pid="y9miQVCEGQ" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="한국에너지기술연구원 연구진이 리튬이온을 제거하는 기술 성능시험을 진행하고 있다.[한국생산기술연구원 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202610/15/ned/20261015094213903zxqs.png" data-org-width="1280" dmcf-mid="PD1IEa0HXR" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202610/15/ned/20261015094213903zxqs.png" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 한국에너지기술연구원 연구진이 리튬이온을 제거하는 기술 성능시험을 진행하고 있다.[한국생산기술연구원 제공] </figcaption> </figure> <p contents-hash="a3f6423ae4a051d16ba37f0b094a63cc4c10f0763a8a254c6a2e929a692df87b" dmcf-pid="W2snxfhDGP" dmcf-ptype="general">[헤럴드경제=구본혁 기자] 차세대 태양전지로 주목받는 페로브스카이트 태양전지의 고질적인 수명 문제를 해결할 새로운 기술이 개발됐다. 섭씨 85℃의 고온과 습도 85%의 극한 환경에서도 1000시간 동안 초기 효율의 95%를 유지하는 데 성공했다.</p> <p contents-hash="a8fa57f95c8254afc452c23090eaf0f46a5f71855192aa3d0e9855565aa0370e" dmcf-pid="YVOLM4lwY6" dmcf-ptype="general">한국에너지기술연구원은 태양광연구단 안세진 책임연구원 연구팀이 산화니켈 촉매를 활용해 페로브스카이트 태양전지의 수명을 단축시키는 리튬 이온을 제거하는 새로운 제조 공정을 개발했다고 15일 밝혔다.</p> <p contents-hash="b6d34875d8a53c5045754f58eaccf5ebdcfcaf111b8f1a48bdf9b17a2a529e0b" dmcf-pid="GfIoR8SrX8" dmcf-ptype="general">페로브스카이트 태양전지는 빛을 전기로 바꾸는 효율이 높고 기존 실리콘 태양전지와 결합해 발전효율을 극대화할 수 있어 차세대 태양광 기술로 주목받고 있다. 특히 실리콘 태양전지 위에 페로브스카이트를 쌓는 탠덤 태양전지의 핵심 소재로 활용된다.</p> <p contents-hash="221cfa60c452285ab313e58c2336827f8d28d33925165153c7c06c3f7c356bfc" dmcf-pid="HWx7tGd8X4" dmcf-ptype="general">하지만 높은 발전효율에도 불구하고 열과 습기에 취약해 수명이 짧다는 점이 상용화의 최대 걸림돌로 꼽혀왔다.</p> <p contents-hash="460d5551c6682cc1fbc37a6c2402c7a95abdc18c81f90e64d4fdfd4f6925f34c" dmcf-pid="XYMzFHJ6Hf" dmcf-ptype="general">문제는 태양전지 내부에서 전기가 원활하게 흐르도록 돕는 정공수송층에 있다. 기존에는 전기 운반 효율을 높이기 위해 리튬염과 이를 녹이는 첨가제를 사용했다.</p> <p contents-hash="9442a721f45536213af0353d1df7b1e1a2db222507d3db6f4b6dab02db76c726" dmcf-pid="ZGRq3XiP1V" dmcf-ptype="general">그러나 고온·고습 환경에서는 첨가제가 증발하면서 태양전지 내부에 미세한 틈과 결함을 발생시킨다. 여기에 리튬염에서 분리된 리튬 이온이 내부를 이동하면서 성능 저하를 가속화한다.</p> <p contents-hash="6bcfb1d4ede38d28d5b1862d33a2108c867550c03aeb6cd41b9b1ad429406e56" dmcf-pid="5HeB0ZnQ52" dmcf-ptype="general">연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 필요한 화학반응만 유도한 뒤 수명 저하 원인 물질을 제거하는 ‘촉매 반응 후 필터링 추출 공정’을 개발했다.</p> <p contents-hash="3859dc9a99e2f0be5c2f81cdbc9e6b3bdb65c4462539c9cd9a6cbd10bfb4d6ad" dmcf-pid="1Xdbp5Lxt9" dmcf-ptype="general">핵심은 산화니켈(NiOx) 촉매다. 정공수송층 제조 용액에 산화니켈 분말을 넣으면 촉매 표면이 리튬을 강하게 끌어당기는 상태로 변한다. 이를 통해 기존 첨가제 없이도 리튬염에서 리튬 이온을 분리해 산화니켈 표면에 붙일 수 있다.</p> <p contents-hash="3ded7784887e98b948fd6ef26074ba196d190173ecbc25c72888c6211f833196" dmcf-pid="tZJKU1oMHK" dmcf-ptype="general">이후 필터를 이용해 산화니켈 분말을 걸러내면 리튬 이온도 함께 제거된다. 태양전지 성능을 높이는 데 필요한 반응은 유지하면서 수명을 떨어뜨리는 물질만 선택적으로 없애는 방식이다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="fc4cfa6fd6fb292e8194e14cffb268efaf065e9cbbed545f91bfaedd3804df63" dmcf-pid="F5i9utgR5b" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="리튬이온 제거기술이 적용된 태양전지 샘플.[한국에너지기술연구원 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202610/15/ned/20261015094214191vqaz.jpg" data-org-width="1280" dmcf-mid="Qag4BpAiXM" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202610/15/ned/20261015094214191vqaz.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 리튬이온 제거기술이 적용된 태양전지 샘플.[한국에너지기술연구원 제공] </figcaption> </figure> <p contents-hash="e8bcfe6793aa9c7a07291eb23d47be28fa3bb958f32ec3f9bc1b83fbfe671e36" dmcf-pid="31n27Fae1B" dmcf-ptype="general">연구팀이 개발한 공정을 적용한 페로브스카이트 태양전지는 섭씨 85℃, 상대습도 85% 환경에서 1000시간이 지난 뒤에도 초기 효율의 95%를 유지했다. 세계 최고 수준의 내구성을 확보한 것이다.</p> <p contents-hash="0f0769dd79f0276cc9fabf010bf3ebfd715c4d1f7dce5d8a42036c0559186992" dmcf-pid="0tLVz3NdYq" dmcf-ptype="general">광전변환효율 역시 25.24%를 기록해 기존 첨가제 사용 공정의 25.21%를 웃돌았다. 수명과 효율을 동시에 개선할 수 있다는 가능성을 확인한 셈이다.</p> <p contents-hash="7d2c65222758069f783ae8becd6cfee13a374167de75f679e1113237cf0a1a2f" dmcf-pid="pFofq0jJHz" dmcf-ptype="general">이번 기술은 기존 제조 공정을 완전히 바꾸지 않고 촉매 반응과 여과 공정을 추가하는 방식이라는 점에서도 의미가 크다. 향후 페로브스카이트·실리콘 탠덤 태양전지는 물론 박막형 탠덤 태양전지의 상용화에도 기여할 것으로 기대된다.</p> <p contents-hash="1ba36044ac3c646d4045e369f81a6d0ee359b718a197ca7346c91d56814d180e" dmcf-pid="U0a8bUcn57" dmcf-ptype="general">안세진 책임연구원은 “이번 연구는 기존 페로브스카이트 제조 공정의 틀을 깨고 필요한 반응만 촉매로 유도한 뒤 원인 물질을 걸러내는 새로운 공정을 제시했다는 데 의의가 있다”며 “고질적인 수명 문제를 해결함으로써 페로브스카이트 및 탠덤 태양전지 상용화를 앞당기는 중요한 이정표가 될 것”이라고 말했다.</p> <p contents-hash="7db108a702d98d0c688b12ad9b2e06029a0efe1d25a1e5431a53067d18e38277" dmcf-pid="upN6KukLYu" dmcf-ptype="general">UNIST 김동석 교수 연구팀과 함께 수행한 이번 연구성과는 국제학술지 ‘어드밴스드 사이언스(Advanced Science)’ 5월호 표지논문으로 게재됐다.</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 헤럴드경제. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 취약점 찾으랬더니 데이터 삭제…티오리, AI 보안 도구 '아르텍스' 써보니 10-15 다음 [현장] AI로 이미 판은 바뀌었다…한국 플랫폼 산업, 규제 넘어 경쟁력 확보로 눈 돌려야 10-15 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
