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테크노트 GIST 연구진, ‘세계 최고 효율’ 태양전지 신소재 개발

광주과학기술원(GIST) 연구진이 차세대 태양전지 제작에 필수적으로 사용되는 신물질을 개발했다. GIST 신소재공학부 김호범 교수는 스위스 로잔 연방공대 나지루딘 교수팀, 다이슨 교수팀, 이탈리아 콘실리오 국립연구소 포지 박사팀과 함께 페로브스카이트 태양전지 정공수송용 신규 소재 'BSA50'를 개발했다고 1일 밝혔다. 페로브스카이트 태양전지는 금속-할로겐 페로브스카이트 소재를 태양광 흡수를 위한 광활성층으로 사용하는 태양전지다. 최근 실리콘 태양전지와 동등한 수준의 효율이 보고됐고, 낮은 제작 단가·용이한 생산 공정·유연화 가능 등의 장점이 있어 실리콘 태양전지를 이을 차세대 태양전지로 주목받고 있다. 연구진은 태양전지의 광 흡수층 내 생성된 전하(양전하)를 효과적으로 수송해 추출하는 역할을 하는 '정공수송층' 소재를 신소재로 대체해 페로브스카이트 태양전지 상용화 가능성을 제시했다. 새로운 정공수송층 소재인 BSA50을 적용한 페로브스카이트 태양전지는 기존 정공수송층을 사용한 소자의 광전변환 효율과 거의 비슷(97% 수준)한 22.65%의 효율을 보였다. 안정성 면에서는 태양광 아래 1000시간 동안 작동 후에도 초기 효율 대비 89% 이상 유지됨을 보여줘

이창현 기자

2022-11-01 13:34

일반뉴스 과학기술연구원, 고성능·고안정성 유기태양전지 구현하는 고분자 복합소재 개발

[첨단 헬로티] 한국과학기술연구원(이하 KIST) 연구진이 유기태양전지의 높은 효율과 동시에 높은 안정성을 갖는 태양전지를 구현할 수 있는 새로운 고분자 물질을 개발했다. KIST 물질구조제어연구센터 백경열 박사팀은 유기태양전지의 핵심 구성요소인 정공수송층(Hole Transport Layer, 유기태양전지의 정공을 전달하는 역할을 하는 층)으로 널리 사용되는 전도성 고분자인 ‘PEDOT:PSS’를 대체할 수 있는 새로운 고분자 복합소재를 개발했다. 유기태양전지는 값이 저렴하고 대면적화가 비교적 용이하며 플렉서블한 태양전지 생산이 가능한 장점을 가지고 있다. 태양전지 내의 빛을 받아 발생한 정공(+)을 전극으로 이동시키는 정공수송층의 소재로 쓰이던 전도성 고분자인 ‘PEDOT:PSS’는 유기태양전지에 널리 사용되고 있지만 강한 산성수용액으로 인한 전극 분해현상, 제한된 용매사용, 낮은 전도성으로 인해 효율저하 및 짧은 수명을 야기해 이를 개선하기 위한 연구가 꾸준히 진행되고 있었다. KIST 백경열 박사팀은 이러한 한계점을 극복하기 위해 전도성을 가지는 블록공중합체와 카본소재를 복합화한 복합소재를 개발, 기존 정공수

조상록 기자

2019-04-12 18:47