[ 김봉구 기자 ] 전북대는 유연인쇄전자전문대학원 나석인 교수(사진) 연구팀이 차세대 태양전지 핵심기술인 페로브스카이트(Perovskite) 태양전지 기술을 개발했다고 4일 밝혔다.나 교수와 GIST(광주과학기술원) 김동유 교수 등으로 이뤄진 연구팀은 ‘꿈의 신소재’로 불리는 그래핀을 활용해 태양전지 발전 효율과 수명을 획기적으로 개선하는 데 성공했다.
페로브스카이트는 실리콘 소재 등 기존 태양전지에 비해 저비용으로 대량생산이 가능하면서도 효율성이 우수해 차세대 태양전지 소재로 주목받고 있다. 그러나 성능 향상을 위해 삽입되는 고분자 화합물(PEDOT:PSS)의 높은 산성과 습기를 빨아들이는 성질이 전지 수명을 단축시키는 단점이 있었다.
나 교수팀은 전도성과 유연성, 내구성이 탁월한 그래핀을 새로운 삽입층으로 도입해 이 문제를 해결했다.
교수팀은 값싼 흑연을 통해 얻을 수 있는 ‘산화-환원 그래핀’을 삽입해 페로브스카이트 태양전지를 제조, 실험을 통해 기존 소자보다 약 30% 높은 발전 효율을 입증했다. 산화-환원 그래핀 재료 자체의 안정적 특성으로 인해 소자 수명도 기존에 비해 2배 이상 높아졌다.
나 교수는 “이번 연구는 차세대 태양전지인 페로브스카이트 태양전지의 단점을 개선한 의미가 있다. 저렴한 가격의 성능 좋은 태양전지 상용화를 앞당길 수 있을 것”이라고 말했다.
이번 연구는 미래창조과학부 지원을 받아 이뤄졌으며 권위 있는 에너지 분야 국제학술지 ‘나노 에너지’ 3월호에 게재될 예정이다.
한경닷컴 김봉구 기자 kbk9@hankyung.com
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