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단일 태양전지 돌파구,‘신개념 탠덤 구조’로 찾는다
단일 태양전지 돌파구,‘신개념 탠덤 구조’로 찾는다
  • 교수신문
  • 승인 2019.09.11 12:03
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UNIST 최경진 교수팀, 투명 전도성 접착층 이용한 부착형 탠덤셀 개발 

태양전지의 효율을 더 높이는 방법으로 ‘탠덤(Tandem)’ 기술이 연구되고 있다. 태양광 파장을 흡수하는 광흡수층을 둘 이상 사용해 서로 다른 영역의 태양광을 모두 활용하는 전략이다. 이 기술의 상용화를 앞당길 방법을 국내 연구진이 개발해 주목받고 있다.

UNIST(총장 정무영) 신소재공학부의 최경진 교수팀은 ‘투명 전도성 접착층(TCA)’을 이용하는 신개념 탠덤 태양전지를 개발했다. 이 전지는 광흡수층으로 ‘실리콘’과 ‘페로브스카이트’를 사용해 높은 효율을 얻었고, 두 층의 연결부에 투명 전도성 접착층을 도입해 제조과정을 단순화했다. 제조과정이 간단해져 상용화 기대도 높아졌다. 

태양전지는 반도체가 태양광 에너지를 흡수하면서 나타나는 전자의 흐름을 이용해 전기를 생산하는 장치다. 얼마나 많은 태양광 에너지를 전기로 바꾸느냐(효율)는 태양전지를 이루는 물질에 달려있다. 물질마다 받아들일 수 있는 태양광 파장 영역이 정해져 있어, 흡수되지 못한 에너지는 열로 손실되거나 버려진다.

탠덤 태양전지는 광흡수층으로 두 가지 이상의 물질을 사용한다. 각 물질이 받아들이는 태양광 파장이 다르므로, 흡수 가능한 에너지가 많고 따라서 효율도 높일 수 있다.

이번 연구에서는 각각 완성된 실리콘 태양전지와 페로브스카이트 태양전지를 기계적으로 붙이는 간단한 방법을 제안했다. 투명 전도성 접착층(TCA)이 실리콘 기판에 있는 피라미드 구조 사이를 잘 메꾸기 때문에 두 층 사이가 매끄럽게 연결됐다. 또 전도성 접착층 내부에 있는 은(Ag)이 코팅된 고분자 나노 입자들이 실리콘과 페로브스카이트 사이에 전자가 잘 이동하도록 도왔다.


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