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신소재 태양전지 대형화 ‘개발성공’

페로브스카이트, 실리콘 대체 유망주
필름 표면 ‘핀홀’ 상당부분 제거

신소재를 이용한 태양전지 면적이 10배 이상 넓어져 발전단가가 낮아질 수 있을지 주목된다.


이광희 광주과학기술원 신소재공학과 교수 연구팀이 ‘페로브스카이트 태양전지’를 10배 이상 크게 만들어도 효율이 떨어지지 않는 신기술을 개발했다.


페로브스카이트는 실리콘태양전지를 대체할 수 있는 차세대 태양전지 소재다. 부도체, 반도체, 도체, 초전도 현상을 모두 보이는 특별한 구조를 이루고 있다. 실리콘태양전지보다 낮은 비용으로 제작할 수 있어 상용화된다면 태양광발전단가를 상당히 낮출 수 있을 것으로 기대를 받는 소재다.


페로브스카이트 태양전지 상용화를 막는 가장 큰 걸림돌은 효율저하다. 페로브스카이트 태양전지로 많은 태양광에너지를 얻기 위해 크기를 크게 만들면 만들수록 효율이 급격하게 감소하는 문제가 있었다. 이유는 페브로스카이트 필름을 형성할 때 곳곳에 작은 구멍인 ‘핀홀’이 발생하기 때문이다.


연구팀은 이를 상당부분 극복했다. 계면상용화제를 이용해 효율저하를 상당히 줄이면서 기존 1cm²의 소면적 페로브스카이트 태양전지 면적을 10배 이상 크게 제작하는 데 성공했다. 연구결과는 세계적인 학술지 어드밴스트 머티리얼즈(Advanced Materials) 4월10일자에 게재됐다.


이광희 교수는 “이 연구는 고성능의 대면적 페로브스카이트 태양전지를 최초로 개발한 것”이라며 “저비용 용액공정을 통해 큰 면적으로 제작이 가능하기 때문에 반투명 빌딩유리 태양전지 패널과 같은 건물 일체형 태양전지 등에 적용할 수 있다”고 밝혔다.