한국화학연구원 석상일 박사(성균관대 에너지과학과 겸직 교수) 연구팀은 무기물과 유기물을 결합한 무ㆍ유기 하이브리드 페로브스카이트의 구조를 변화시켜 효율이 더 높고 안정성이 뛰어난 태양전지 개발기술을 개발했다.
태양전지는 무한한 청정 에너지인 태양 빛을 전기 에너지로 바꾸는 장치다. 하지만 현재 쓰이는 대부분의 태양전지는 고순도의 실리콘을 사용하면서 제조공정이 복잡하고 값이 비싼 게 가장 큰 단점이다. 그동안 값이 싼 무ㆍ유기물을 섞어 같은 효율을 내려는 시도가 이어져 왔지만 실리콘 전지에 크게 못 미치는 한계를 보였다.그런 점에서 석상일 박사팀이 개발한 태양전지는 기존의 한계를 뛰어넘었다는 평가다. 연구팀은 포름아미디늄ㆍ메틸암모늄(유기물)과 납ㆍ할로겐화물(무기물)을 결합한 페로브스카이트 태양전지에 저가의 화학소재를 코팅하는 방법으로 18.4%의 효율을 내는 태양전지를 만드는 데 성공했기 때문이다. 이는 그동안 개발된 페로브스카이트 태양전지 가운데 세계 최고 수준의 효율이다.
특히 연구팀은 실용화에 성공하면 기존 실리콘 전지의 약 1/3 가격의 태양전지 생각이 가능할 것으로 예상하고 있다. 석 박사는 “전지를 대면적 연속공정을 만들 수 있는 기술을 개발하면 실용화가 가능할 것으로 기대한다”고 밝혔다.
앞서 석 박사팀은 2013년 무ㆍ유기 하이브리드 페로브스카이트 태양전지 플랫폼 구조 기술, 지난해 같은 전지의 박막제조 용액 기술을 개발해 각각 ‘네이처 포토닉스’ ‘네이처 머티리얼스’ 지에 논문을 발표했다. 이번에 개발한 태양전지는 두 기술을 결합해 거둔 연구성과다.
이번 연구 결과는 국제학술지 네이처(Nature) 7일자(현지시간) 온라인판에 게재됐다.
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