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도심 건물 유리창에 태양전지가 달린다면?
도심 건물 유리창에 태양전지가 달린다면?
  • 교수신문
  • 승인 2021.01.11 11:27
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김한기 성균관대 교수 반투명 태양전지 핵심기술 개발

김한기 성균관대 교수(사진) 연구팀이 차세대 반투명 태양전지의 핵심 기술을 개발했다. 

김 교수 연구팀이 개발한 태양전지의 소재는 ’페오브스카이트’이다. 1978년에 합성된 이 물질은 얇은 박막 형태로 만들 수 있으며, 따라서 다른 물질보다 빛의 투광성이 높다. 이런 성질 덕분에 페오브스카이트는 건물이나 자동차 유리에 적용할 수 있는 태양전지의 소재로 각광받아 왔다. 

반투명 페로브스카이트 태양전지가 적용된 건물 예상 모형. 사진=성균관대
반투명 페로브스카이트 태양전지가 적용된 건물 예상 모형. 사진=성균관대

모든 부품이 투명해야

그러나 반투명 태양전지에는 큰 걸림돌이 하나 있었다. 바로 태양전지를 구성하는 다른 부품들도 투광성을 가져야 한다는 점이다. 특히 투명 전극을 생산하는 기술력이 부족했다. 

김 교수 연구팀이 개발한 기술은 바로 이 투명 전극을 생산하는 기술이다. 이들은 투명 산화물 전극을 만들기 위해 반도체·디스플레이 양산 공정에 사용되는 기술을 응용했다.

높은 온도·데미지 줄여

반도체 제작 기술을 이용해 전극을 만든 연구팀은 이번이 처음이 아니다. 그러나 제작 과정에서 플라즈마 데미지가 생기고 공정 온도를 높여야 한다는 문제점이 있었다. 공동연구팀은 특정 소재와 기술을 적용해 두 문제점을 해결했다.

김한기 성균관대 교수
김한기 성균관대 교수

김 교수는“이번 연구 결과는 향후 반투명 페로브스카이트 태양전지를 생산하는 데 있어서 핵심 기술이 될 것”이라며 “이런 핵심 기술은 국내 연구진이 확보한 것에 의의가 있다”고 말했다. 연구팀의 기술은 특허로 출원됐으며 등록을 기다리고 있다.

본 연구는 한국전력의 사외 과제 지원과 한국전력연구원과의 공동 연구로 이루어졌다. 연구결과는 국제적 학술지인 Nano Energy에 2021년 1월 온라인 게재됐다.


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