[CBC뉴스] 국내 연구진이 고온·다습한 환경에서도 1천시간 이상 버틸 수 있는 혁신적인 페로브스카이트 태양전지를 개발하며 차세대 태양전지의 실용화에 한 걸음 더 다가섰다. 울산과학기술원(UNIST) 탄소중립대학원 김동석 교수팀과 경상대 이태경 교수팀은 8일, 태양전지에 보호 필름을 입히는 고온 공정을 견딜 수 있는 내열 페로브스카이트 태양전지를 개발했다고 밝혔다.
페로브스카이트 태양전지는 상용 실리콘 전지보다 이론적으로 더 높은 태양광 전환 효율을 자랑하며, 비용 면에서도 경제적이어서 차세대 태양전지로 주목받고 있다. 연구팀은 이 태양전지의 정공수송층에 tBP(4-tert-Butylpyridine) 대신 에틸렌 카보네이트(Ethylene Carbonate)를 사용해 내열성을 강화했다. 이로 인해 전지는 25.56%의 높은 광전변환 효율을 기록하며, 보호 필름을 입히는 과정에서도 고온을 견딜 수 있게 됐다.
특히, 이번에 개발된 전지는 국제 표준 조건인 85도, 85% 상대습도에서 1천시간 동안 21.7%의 효율을 유지하는 내구성을 보였다. 이는 tBP만큼 LiTFSI 도핑제를 잘 녹일 수 있는 에틸렌 카보네이트 덕분에 전하 전달 성능이 향상된 결과로 분석된다.
김동석 교수는 "이번 연구를 통해 고온·다습한 환경에서도 안정성을 확보한 태양전지 정공수송층 시스템을 개발함으로써, 페로브스카이트 태양전지의 실용화에 결정적인 진전을 이뤘다"고 밝혔다. 연구 결과는 에너지와 환경과학 분야의 권위 있는 학술지인 '에너지와 환경과학'에 실렸으며, 과학기술정보통신부, 한국연구재단, 산업통상자원부의 지원을 받아 진행됐다.
페로브스카이트 태양전지는 그동안 내열성 문제로 상용화에 어려움을 겪었으나, 이번 연구를 통해 실용화 가능성이 크게 높아졌다. 연구진은 이번 성과가 차세대 태양전지의 상용화를 위한 중요한 발판이 될 것이라며, 앞으로도 연구를 지속해 나갈 계획이다. 이러한 발전은 환경적으로도 큰 의미를 지니며, 미래 에너지 문제 해결에 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.
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▮ CBC뉴스ㅣCBCNEWS 한종구 기자
