한국재료연구원 에너지·환경재료연구본부 임동찬, 김소연 박사 연구팀이 높은 습도의 환경에서도 안정적으로 작동하는 내구성 높은 유연 페로브스카이트 태양전지 소재와 공정 기술을 개발했습니다.

페로브스카이트는 빛 흡수력이 높고 생산비용이 낮으며, 얇고 유연한 필름 형태로 만들 수 있어 기존 실리콘 태양전지를 대체할 수 있는 차세대 재료로 주목받고 있지만 습기에 취약해 상용화가 어려웠습니다.

연구팀은 이를 해결하기 위해 2D 페로브스카이트 소재를 활용해 태양전지의 광흡수층 상·하부를 샌드위치처럼 감싸는 결함 패시베이션(passivation, 표면을 보호하는 처리 기술) 전략을 도입했습니다.

이를 통해 최대 50% 상대습도 환경에서도 고효율·고내구성의 유연한 태양전지 제작에 성공했습니다. 또 2,800시간 동안 태양전지의 효율을 85% 이상 유지하면서 안정성까지 높였습니다.

임동찬 책임연구원은 “이제 고비용 설비 없이도 공기 중에서 안정적인 고효율 태양전지 제조가 가능해져 생산비용을 대폭 줄일 수 있게 됐다.”며, “특히 유연 소자의 뛰어난 내구성으로 인해 웨어러블 기기, 차량용 태양광 등에 활용이 기대된다.”라고 말했습니다.

이번 연구 결과는 세계적인 학술지 ‘케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal)’에 5월 31일자에 실렸습니다.

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