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성균관대 신현정‧박남규 교수 연구팀, 페로브스카이트 태양전지 안정화 기술 개발
성균관대 신현정‧박남규 교수 연구팀, 페로브스카이트 태양전지 안정화 기술 개발
  • 하영 기자
  • 승인 2021.09.09 09:48
  • 댓글 3
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- 향후 페로브스카이트 태양전지 상용화 가능성 앞당길 것으로 기대

 성균관대학교(총장 신동렬)는 에너지과학과 신현정 교수(제1저자 서성록 박사)와 화학공학과 박남규 교수 연구팀이 페로브스카이트 태양전지 고효율 및 안정성을 동시에 향상시키는 데 성공했다고 밝혔다. 

▲(왼쪽부터) 신현정 교수, 박남규 교수

 연구진은 비정질 이산화 티타늄 박막의 페로브스카이트 태양전지 적용에 대한 새로운 활용법을 연구하여, 기존 태양전지의 효율증가와 안정성을 약 3배 이상 향상시킬 수 있는 고효율 페로브스카이트 태양전지의 안정화 기술을 개발한 것이다. 이로써 페로브스카이트 태양전지의 상용화 가능성을 앞당길 것으로 기대를 모으고 있다.

 페로브스카이트 태양전지는 빛, 수분, 열 등의 다양한 환경요인에 의해 열화가 촉진되며, 태양전지의 안정성이란 이러한 요인들에 저항해 초기의 성질을 유지하는 능력을 뜻한다. 연구진은 페로브스카이트 소재 자체뿐만 아니라 소자를 이루는 다양한 구성층(전하수송층 및 전극)의 안정성 도모를 통해 태양전지의 열화를 막는 연구를 추진했다.

 페로브스카이트 태양전지의 유기 정공수송층(Spiro-OMeTAD)은 고효율 특성을 위한 필수적인 구성층이지만, Li 첨가제 및 상부 전극물질의 확산문제로 인해 소자의 장기수명을 저하시키는 주요인이다. 이에 연구팀은 이러한 물질 확산에 의한 열화를 방지하는 방법으로 원자층 증착법을 이용한 Spiro-OMeTAD/TiO2 복합층을 고안했다.

 원자층 증착법은 조밀한 막질을 균일하고 정밀하게 성장시킬 수 있는 박막형성법으로 Spiro-OMeTAD와 전극 사이에 위치할 경우 우수한 확산방지막으로 활용될 수 있으나, 이 경우 홀수송이 가능한 p형반도체만이 가능하다는 기술적 한계가 있었다.

 TiO2 박막은 근본적으로 n형 반도체의 성질이 있지만, 원자층 증착법을 활용해 비정질 TiO2 박막을 형성했을 때 고밀도의 트랩준위형성으로 홀을 수송할 수 있는 충분한 채널이 형성됨을 확인하였고, 연구팀은 이를 홀수송이 가능하며 동시에 이온 확산을 방지하는 복합기능성 박막으로 활용하였다.

 본 연구에서 제작한 페로브스카이트 태양전지는 기존 소자 대비 실제 작동환경(1sun, AM 1.5G illumination with maximum power point tracking)에서 약 3배 이상 향상된 안정성을 보여주었다.

▲페로브스카이트 태양전지 효율 특성 평가 곡선 (전류밀도 vs. 개방전압)

 페로브스카이트 태양전지의 수명 문제를 극복할 실마리가 될 이번 성과는 과학정보기술통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구사업의 지원으로 수행되었으며 국제학술지 ACS Energy Letters(IF = 23.101), JCR 상위 3.58%(12/335, 재료과학/융복합분야)에 8.27(금) 게재되었다.


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윤진한 2021-09-10 04:24:35
주어, 현재에 이르고 있습니다. 박정희 대통령때 대통령령으로 시작된 한국민족문화대백과발행으로 행정법상 조선 성균관 승계를 추가로 법제화. 성대 6백주년 행사때는 대통령.국무총리.교육부 장관 참석하였습니다.
.*성균관대,개교 6백주년 맞아 개최한 학술회의. 볼로냐대(이탈리아), 파리 1대(프랑스), 옥스포드대(영국), 하이델베르크대(교황윤허,독일),야기엘로니안대(폴란드) 총장등 참석.@한국 유교 최고 제사장은 고종황제 후손인 황사손(이 원)임. 불교 Monkey 일본 항복후, 현재는 5,000만 유교도의 여러 단체가 있는데 최고 교육기구는 성균관대이며,문중별 종친회가 있고, 성균관도 석전대제로 유교의 부분집합중 하나임.

윤진한 2021-09-10 04:23:27
한국영토에 주권.자격.학벌이 없어왔음. 현행헌법 임시정부 구절(한일병합 무효, 을사조약등 불평등 조약 무효, 대일선전포고)에도 맞지 않는게 경성제대 후신 서울대임.해방후 미군정부터 국사 성균관(성균관대)교육을 시켜온 나라 대한민국임.

국사 성균관(성균관대)나라. 조선.대한제국 유일무이 최고 교육기관 성균관의 정통 승계 성균관대는 국내외에서 6백년 넘는 역사를 행정법.국제관습법으로 인정받고 있음.Royal성균관대.세계사의 교황반영, 교황윤허 서강대는 국제관습법상 성대 다음 Royal대 예우.패전국 일본 잔재이자, 불교 Monkey 경성제대 후신 서울대는 한국영토에 주권.자격.학벌 없어왔음

*성균관대로 정통을 승계하기로 하자, 미군정이 향교재단의 재산으로 성균관대 재정에 기여토록 하는 법을 추가로 만들어 주

윤진한 2021-09-10 04:22:18
좋은 연구입니다. 반도체 외에도, 밧데리나 태양전지등은 한국의 미래 머거리산업이 될 소지가 충분합니다. 한편, Royal성균관대는 太學등의 별칭있고,왕립대학이며, 대한제국의 皇대학 전통과 자격을 가지고 있음. 해방후의 주권없는 일제잔재 중심 비신분제 국립대학과는 성격도 다름.

카이로선언이후 프랑스.소련.폴란드등이 승인한 대한민국 임시정부의 국제법.국내법적 위상을 상기하고, 패전국 일본잔재로 한국영토에 주권이 없어온 경성제대 후신 서울대(패전국 일본잔재로 적산재산 형태)를 국립대로 강행할때, 전국적인 반대와 서울대생들의 등록거부.자퇴,등록거부등이 있었던 상황도 인식해야합니다.

국제법상 일본이 항복후, 포츠담선언(카이로선언 포함)에 따라, 한국영토에서 일본의 모든 주권은 없어왔음. 경성제대 후신 서울대는