고온고습 환경에서도 장시간 정상 작동
태양전지 상용화 앞당길 것
(내외방송=정지원 기자) 태양빛을 전기로 변환하는 페로브스카이트 태양전지의 성능 저하 문제가 해결됐다.
DGIST(대구경북과학기술원)는 "최종민 에너지공학과 교수 연구팀이 김범준 KAIST 생명화학공학과 교수 연구팀과 공동연구를 통해 페로브스카이트 태양전지에 '양극성고분자'를 도입해 성능과 안정성을 강화하는 전략을 제시했다"고 27일 밝혔다.
페로브스카이트는 우수한 광전기적 특성(빛 에너지의 세기에 따라 전자의 흐름이 달라지는 성질)과 저렴한 공정 비용 등의 특징으로 차세대 태양전지 소재로 각광 받고 있다.
연구팀은 페로브스카이트의 성능 저하와 낮은 안정성을 해결하기 위해 세계 최초로 '양극성고분자'를 도입했다.
양극성고분자는 양전하(+)와 음전하(-)의 특징을 모두 갖고 있는 고분자(분자량이 매우 큼)를 말하며 페로브스카이트에 적용함으로써 모든 전하(정전기의 양)의 이동을 개선했다.
또, 양극성고분자를 정공(전자가 비어 있는 곳)전달층에 혼합해 결함 복원력을 강화하고, 핀홀(작은 구멍)을 억제했다.
뿐만 아니라 양극성고분자가 남기는 이온 확산도 억제해 안전성도 높였다.
최 교수는 "고온고습한 환경에서도 장시간 정상 작동하는 것이 입증돼 페로브스카이트 태양전지 상용화를 앞당길 수 있을 것"이라고 말했다.
김수관 DGIST 석박사통합과정과 김진석 KAIST 박사가 참여한 이번 연구는 한국연구재단 등의 지원을 받아 수행됐으며 국제학술지인 '어드밴스드 에너지 머터리얼즈(Advanced Energy Materials)'에 최근 표지논문으로 게재됐다(논문명: The Impact of Multifunctional Ambipolar Polymer Integration on the Performance and Stability of Perovskite Solar Cells).
