효율·안정성 향상된 페로브스카이트 태양전지 기술 개발

한밭대·고려대 연구팀, 납 제거한 무기물 소재 활용 최고 효율 11.87% 달성

국내 연구진이 차세대 태양전지로 주목받는 페로브스카이트 태양전지를 친환경적이면서 고효율로 제조할 수 있는 새로운 소재 기술을 개발했다.

한국연구재단은 국립 한밭대 홍기하·고려대 임상혁 교수 공동 연구팀이 페로브스카이트 태양전지를 상용화하는 데 큰 장애였던 독성과 안정성 문제 해결책을 제시했다고 4일 밝혔다.

페로브스카이트는 태양전지의 핵심 소재다.

중금속인 납을 쓰고 있어 줄곧 독성에 대한 안전성 문제가 제기됐다.

연구팀은 납 대체 물질로 가장 유망한 주석과 세슘을 적용, 최적 조성 탐구를 통해 최고 효율 11.87%의 무기물 기반 비납계 페로브스카이트 태양전지를 개발했다.

주석의 경우 효율과 안정성 측면에서 납 기반 물질보다 많이 뒤처져 있어 한계를 극복하기 위해서는 소재 조성의 최적화가 가장 중요했다.

공동 연구팀은 이론적 분석을 통해 소재가 안정적이면서 고효율로 작동할 수 있는 조성 영역을 탐색하고, 실제 고효율 태양전지의 제조가 가능하다는 것을 증명했다.

또 태양전지 성능에 중요한 역할을 하는 밴드갭 조절법 연구를 통해 밴드갭을 낮게 조절할 수 있는 원리를 발견, 고효율 소재의 개발 방향을 제시했다.

이번 연구 성과는 에너지 분야 국제학술지 '미국 화학회 에너지 레터즈'에 지난달 7일 온라인 게재됐다.

/연합뉴스