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화학연, 세계 최고 효율 페로브스카이트 태양전지 개발... 효율과 열안정성 모두 잡아

발행일2018.07.10 00:00

국내 연구진이 세계 최고 수준의 페로브스카이트 태양전지를 개발했다. 효율과 열안정성을 모두 높여 전지 상용화 가능성을 한 층 더 높였다는 평가다.

한국화학연구원은 서장원 에너지소재연구센터 박사팀이 페로브스카이트 태양전지를 구성하는 새로운 소재를 개발해 1㎠ 소자 세계 최고 효율인 20.9%를 기록했다고 9일 밝혔다.

Photo Image<DM과 spiro-OMeTAD를 도입한 페로브스카이트 태양전지를 비교한 그래프>

이 기록은 지난해 화학연이 낸 세계 최고 기록 19.7%을 1년 만에 자체 갱신한 것이다.

페로브스카이트 태양전지는 제조가 쉽고 저렴해 차세대 태양전지로 주목받는다. 관건은 태양광을 전기에너지로 변환하는 효율과 높은 온도에서 기능하는 열안정성이다. 그러나 두 분야 모두 높은 전지가 아직 나오지 않아 상용화에 도달하지 못하고 있다.

연구팀은 'DM'으로 명명한 소재를 '정공 수송 층'에 활용해 전지 성능을 높였다. 정공 수송 층은 양 전하를 띠는 정공을 이동시키는 층이다. DM은 정공 운반 능력이 뛰어나고 페로브스카이트 전지에 최적화 된 전기 특성 값을 지녔다. 전지 개방 전압을 높이는 역할을 해 성능 개선을 불렀다.

DM 정공 수송층은 기존 소재인 '스파이로-OMeTAD' 소재보다 열안정성도 높다. 섭씨 60도 온도에서 500시간 넘게 열안정성을 보이는 것으로 나타났다.

서장원 박사는 “이번 연구로 페로브스카이트 태양전지 효율과 열안정성을 동시에 확보해 상용화 가능성을 높였다”며 “앞으로 고효율화 기술을 적용한 대면적 모듈 제조 개발에 힘쓰겠다”고 말했다.

대전=김영준기자 kyj85@etnews.com

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