페로브스카이트 태양전지에 광활성층 소재로 쓰이는 납(Pb)을 전기 전도도가 높으면서도 안전한 친환경 소재로 대체할 수 있는 기술이 개발됐다.
페로브스카이트 태양전지는 기존의 실리콘 태양전지를 대체할 차세대 전지다. 저가의 화학물질을 저온-용액공정을 통해 저렴하고 간단하게 대량 생산할 수 있다. 하지만 핵심 광활성층 소재로 중금속인 납을 사용, 안전성 문제가 제기되고 있다. 납을 없애거나 다른 물질을 조합해 새로운 페로브스카이트 소재를 개발하는 연구가 진행되고 있다.
한국화학연구원(원장 이규호)은 문상진 박사팀이 임상혁 경희대 교수팀과 함께 납에 구리(Cu) 등 다른 금속을 조합해 치밀하고 큰 결정 크기와 높은 전도도를 띤 새로운 페로브스카이트 소재를 개발했다.
이번에 개발한 소재는 구리 도핑으로 반도체 특성을 조절할 수 있어 앞으로 태양전지뿐만 아니라 발광다이오드(LED), 트랜지스터 등 분야에도 널리 응용할 수 있다.
문상진 박사는 “납 대신 구리를 부분 조합하고도 우수한 성능을 보유, 납이 완전히 제거된 페로브스카이트 소재를 개발하기 전까지는 핵심 원천 소재로 사용할 수 있을 것”이라고 설명했다.
연구팀은 앞으로 납을 완전히 제거한 새로운 페로브스카이트 소재 개발, 내구성 등 수명을 늘리기 위한 소재 및 소자를 개발할 계획이다.
이번에 개발한 기술은 국내에 특허 등록됐으며, 미국에도 특허 출원됐다.
대전=김순기기자 soonkkim@etnews.com
