ENG
ENG
ENG
강재욱 교수(유연인쇄전자공학과) 연구팀이 저온에서도 높은 효율로 구동할 수 있는 페로브스카이트(Perovskite) 태양전지를 세계 최초로 개발해 국내외 학계의 주목을 받고 있다.
유·무기 융합소재인 페로브스카이트는 높은 빛 흡수율과 우수한 전하 이동능력을 갖고 있어 기존 실리콘 태양전지 시장을 대체할 수 있는 차세대 태양전지 핵심 기술로 각광받고 있다.
이 연구를 통해 상온에서 구동돼 적도나 사막 등지에 설치되는 태양전지를 온도가 낮은 지역이나 기온이 낮은 동절기에도 높은 효율로 구동할 수 있다. 이를 통해 추운 극지방을 타깃으로 한 새로운 신재생 에너지 개발의 길도 열릴 것으로 기대되고 있다.
강 교수팀의 이번 연구 결과에 대한 논문은 에너지 분야 세계 저명 저널인 『나노 에너지(Nano energy)』 최신호에 게재됐다.
기존 페로브스카이트 태양전지는 주로 상온에서 구동되는 특성들이 보고되고 있고, 특히 산화티타늄 기반의 페로브스카이트 태양전지의 경우엔 저온에서 구동했을 때 광전류와 곡선인자가 감소해 효율이 크게 감소되는 특징이 있다.
강 교수팀은 이 문제를 해결하기 위해 산화아연 기반의 페로브스카이트 태양전지를 만들었다. 산화아연 기반의 페로브스카이트 태양전지는 저온에서 활발한 전하 이동으로 높은 광전류를 갖고, 낮은 *히스테리시스 특성을 보이는 것을 확인했다.
* 히스테리시스 : 태양전지 효율을 정방향과 역방향으로 측정할 때 발생하는 광전 변환 효율의 차이를 말한다.
연구팀은 실제 실험에서 산화아연 기반 페로브스카이트 태양전지는 상온(25℃) 대비 저온(–20℃)에서 약 10% 효율이 증가됨을 확인했다.
강 교수는 “높은 소결 온도를 요구하는 메조 다공성 산화티타늄 대신, 저온에서 프린팅 공정이 가능한 산화아연을 이용하여 소자를 제작함으로써 유연 기판 위에 연속공정이 가능할 것으로 기대하고 있다”며 “이 기술이 적용된 태양전지는 적도나 사막 지역에 주로 설치되는 기존 태양전지에 비해 온도가 낮은 고위도 지역에도 설치 가능하며, 또한 기온이 낮은 동절기에도 높은 발전효율을 달성 할 수 있을 것으로 기대된다”고 연구 의의를 밝혔다.
한편, 이번 연구는 미래창조과학부 미래유망융합기술 파이오니아 사업 및 신진연구 지원 사업을 통해 이뤄졌다. 연구에는 강재욱 교수를 필두로 우리대학 유연인쇄전자공학과 티티안 박사, 정은선 대학원생, 그리고 전주대 나노신소재공학과 전미경 학생 등이 함께 참여했다.
이전글