에너지연, 페로브스카이트 고질문제 해결…"상용화 앞당길 것" 작성일 10-15 34 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">'우연한 실험 실수'로 성능 개선 방법 찾아…기술성숙도 4단계</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="xBZJWSPKjm"> <p contents-hash="1c3cde4be100ef5ea865ae07225241647e91bddaea55fd61fe4bfd35eda0029a" dmcf-pid="ywiXM6vmjr" dmcf-ptype="general">(지디넷코리아=박희범 기자)<span>페로브스카이트 태양전지를 상용화하는데 걸림돌이던 '짧은 수명' 문제가 해결됐다. TRL(기술성숙도)도 4단계여서, 제품화 가능성도 크다.</span></p> <p contents-hash="e836b5c8ab2a061a32a4dd9d5ea9e9da422a8054104b0506aee822b7eaa76d1f" dmcf-pid="WrnZRPTsgw" dmcf-ptype="general">한국에너지기술연구원은 안세진 태양광연구단 책임연구원 연구팀이 페로브스카이트 태양전지의 수명을 늘릴 수 있는 신개념 촉매 공정 기술을 개발했다고 15일 밝혔다.</p> <p contents-hash="408d25d264db8cf9e87d35215f1fb3ec15727117ccb6ae0519ea4db9bc5fcefa" dmcf-pid="YmL5eQyOjD" dmcf-ptype="general">안세진 책임연구원은 "페로브스카이트의 수명 단축 주원인인 리튬 이온을 원천 제거할 수 있는 길이 열렸다"며 "페로브스카이트를 활용한 탠덤 태양전지 상용화를 앞당길 수 있을 것"으로 전망했다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="315200c463adb35c8cd5b6f8c1ced86791b6f23c4a992dec9083517a47c9b494" dmcf-pid="Gso1dxWIoE" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="한국에너지기술연구원 연구진이 페로브스카이트 태양전지 성능을 시험하고 있다.(사진=한국에너지기술연구원)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202610/15/ZDNetKorea/20261015170300573lxkc.jpg" data-org-width="639" dmcf-mid="PZOsqUcnaO" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202610/15/ZDNetKorea/20261015170300573lxkc.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 한국에너지기술연구원 연구진이 페로브스카이트 태양전지 성능을 시험하고 있다.(사진=한국에너지기술연구원) </figcaption> </figure> <p contents-hash="69765e6b868790a0fc95bd44c1d90846c08b19ed21c2b533512c72bfbd8e15be" dmcf-pid="HqXdyl6bak" dmcf-ptype="general">페로브스카이트는 티탄산칼슘(CaTiO₃)과 같은 결정구조를 갖는 물질이다. 빛을 효과적으로 흡수, 차세대 태양전지 소재로 주목받고 있다. 단점은 고온·고습 환경에서 수명이 급감한다.</p> <p contents-hash="522d5f46e0dd3a793b879e5adb042cb6b48fa60e6ba9c5c5fd8fdf8ee3ccb6af" dmcf-pid="XBZJWSPKoc" dmcf-ptype="general">과학기술계는 이 문제를 해결하고, 태양전지내 전기 운반 효율을 향상하기 위해 통상 리튬염과 리튬염이 잘 녹도록 돕는 첨가제(tBP)를 투입한다. 그러나 여기에도 문제는 있다. 리튬염 작용으로 첨가제가 빠져 나간 자리가 비게 되는 것. 이 틈이 태양전지를 구성하는 막 접합 부위 결함으로 작용, 결국 태양전지 수명을 떨어뜨리게 된다.</p> <p contents-hash="2563652ca3d87b9920c2f4fb9ce675247bb72bd19175a140434e2997c6f330b1" dmcf-pid="Zb5iYvQ9kA" dmcf-ptype="general">또 리튬염에서 분리된 리튬 이온이 태양전지 내부에서 무분별하게 이동하며, 태양전지 수명을 더 짧아지게 한다는 것.</p> <p contents-hash="883121518ba287f3b6d4a6a4e450796d77df7fffbcaaced861e9a3ffe59662ee" dmcf-pid="5K1nGTx2gj" dmcf-ptype="general">해결방법은 연구생 실수로 발견됐다. 에너지연에서 함께 연구하던 손경난 학생(당시)이 실수로 니켈옥사이드라는 촉매를 산화 촉진제로 써야 하는데, 이를 필터로 제거하고 페로브스카이트 태양전지를 만든 것.</p> <p contents-hash="7a5bb0c27c06ee62567a07e02f9093016e8b4273c05f0f6a9feaacb462f9801f" dmcf-pid="19tLHyMVAN" dmcf-ptype="general">안세진 책임은 "이 때 성능과 안정성이 크게 향상되는 결과를 발견하고, 아예 실험 방향을 완전히 변경하게 됐다"며 "이때부터 첨가제를 넣지 않고 리튬 이온을 촉매째로 걸러내는 '촉매 반응 후 필터링 추출 공정'을 개발하게 됐다"고 설명했다.</p> <p contents-hash="b4a723f825ceaad9d67ede15be2c38c3d4f2f00678a8cc91f1c9ef64f0645e6b" dmcf-pid="t2FoXWRfAa" dmcf-ptype="general">안 책임은 "공정 핵심은 산화니켈(NiOx) 촉매"라며 "산화니켈 분말을 정공수송층 제조 용액에 넣으면 두 물질 사이의 반응으로 인해 산화니켈 표면이 리튬을 강하게 끌어당기는 상태로 바뀐다. 이를 활용하면 기존 공정의 단점이었던 첨가제 없이도 리튬염에서 리튬을 분리하고 산화니켈 표면에 붙일 수 있다"고 부연 설명했다.</p> <p contents-hash="8d939e9840a2e5416c8ca768f47ef5a8653e423aa5ca3266d6b4d651f3c6ed22" dmcf-pid="FV3gZYe4jg" dmcf-ptype="general">연구진이 이 공정으로 페로브스카이트 태양전지를 제작한 결과 85℃의 고온과 상대습도 85%의 고습 환경에서 1,000시간이 지나도 초기 효율의 95%를 유지했다. 광전변환효율도 기존에는 25.21%였으나, 이 공정으로 0.3%정도 개선됐다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="60a68d0fce7be837e41936783a38c05920be467b509c0f5fdf96e4d371126f11" dmcf-pid="3f0a5Gd8No" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="한국에너지기술연구원의 페로브스카이트 태양전지 샘플.(사진=에너지연)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202610/15/ZDNetKorea/20261015170301810gjnp.jpg" data-org-width="500" dmcf-mid="QJDzjoFYAs" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202610/15/ZDNetKorea/20261015170301810gjnp.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 한국에너지기술연구원의 페로브스카이트 태양전지 샘플.(사진=에너지연) </figcaption> </figure> <p contents-hash="6cabbbd5c65dbbb7df9f69f89cfe2904590bd21ff52de85bb95d2e60d8d01ff8" dmcf-pid="04pN1HJ6cL" dmcf-ptype="general">연구진은 기술성숙도(TRL)에 대해 4단계 수준인 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가 완료 단계라고 부연 설명했다.</p> <p contents-hash="035f2e12e42ff85d43eb8478aa34bcbcb29c9d07a821bb552ed2c5d35d13caa1" dmcf-pid="p8UjtXiPAn" dmcf-ptype="general">안세진 책임연구원은 "고질적인 수명 문제를 해결함, 페로브스카이트 및 탠덤 태양전지 상용화를 앞당기는 중요한 이정표가 될 것"이라고 밝혔다.</p> <p contents-hash="44dc994b7220045cfa34ca370fa8bea495c73930865cc00e89ee9b871250093b" dmcf-pid="U6uAFZnQNi" dmcf-ptype="general">연구결과는 재료과학 분야 국제 학술지 '어드밴스드 사이언스(IF: 14.1)'지 5월호 표지논문으로 게재됐다.</p> <p contents-hash="2b9c9b37c0e50fe13cb3401009f8f3655027549f67ed7475114a1a46575d1086" dmcf-pid="uP7c35LxcJ" dmcf-ptype="general">박희범 기자(hbpark@zdnet.co.kr)</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 지디넷코리아. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 장인의 ‘손맛’과 암묵지, AI·로봇에 전수…용접·요리·서예·수술까지 확산 10-15 다음 KAIST, 스마트폰 앱 속 반복 행동으로 일일 스트레스 판별하는 기술 개발 10-15 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
