“효율 25.10%” 차세대 태양전지…‘전기+수소’ 생산성능 높인다 작성일 03-17 34 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">- UNIST, 페로브스카이트-유기 탠덤 태양전지 성능 향상</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="XoyeumZv5R"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="9c687d7e40923a5abba1f45af0fe57d2488cfa1a6c2aac46b7362b670b5504a3" dmcf-pid="ZnvMpwHl5M" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="이번 연구를 수행한 UNIST 연구진. 김진영(왼쪽부터), 신승재, 김동석 교수, 손중건 박사, 구하은 연구원, 이우진 박사.[UNIST 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202603/17/ned/20260317124745634lsjq.jpg" data-org-width="1280" dmcf-mid="HBQYAbJ6Xe" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202603/17/ned/20260317124745634lsjq.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 이번 연구를 수행한 UNIST 연구진. 김진영(왼쪽부터), 신승재, 김동석 교수, 손중건 박사, 구하은 연구원, 이우진 박사.[UNIST 제공] </figcaption> </figure> <p contents-hash="89554565a29a66f56f3a7da478085ce0011256eb9f3d060435113b96cd2ff114" dmcf-pid="5LTRUrXSGx" dmcf-ptype="general">[헤럴드경제=구본혁 기자] 차세대 페로브스카이트–유기 탠덤 태양전지의 효율과 안정성을 동시에 높일 수 있는 새로운 계면 제어 기술이 개발됐다.</p> <p contents-hash="5809383999f8be4d178ea6efd1d6c4ac96ddef696478c0dda646bb1f22988fba" dmcf-pid="1oyeumZv1Q" dmcf-ptype="general">UNIST(울산과학기술원) 탄소중립대학원 김진영·김동석 교수와 에너지화학공학과 신승재 교수 연구팀은 자가조립 분자층(Self-Assembled Monolayer, SAM)의 화학 상태를 제어해 페로브스카이트–유기 탠덤 태양전지의 성능과 수명을 향상시키는 기술을 개발했다고 밝혔다.</p> <p contents-hash="b0e2f65c66ffd9d21964667b0799b5eab4c63be266a270d192c04a7adb9be546" dmcf-pid="tgWd7s5TZP" dmcf-ptype="general">페로브스카이트–유기 탠덤 태양전지는 서로 다른 파장의 빛을 흡수하는 두 종류의 태양전지를 위아래로 쌓아 태양광을 보다 효율적으로 전기로 변환하는 차세대 태양전지다. 하지만 탠덤 구조에서 투명전극과 페로브스카이트 층 사이의 계면이 불안정하면 전하 이동이 방해되고 장기 안정성이 떨어지는 문제가 있었다.</p> <p contents-hash="4beef38be962df1633a467034f240df0950d00468a5bc48e35812be1e5c6e912" dmcf-pid="FaYJzO1yG6" dmcf-ptype="general">연구팀은 이 계면에 형성되는 자가조립 물질인 2PACz의 화학 상태를 조절하는 방법을 제시했다. 탄산칼륨(K2CO3)을 이용해 2PACz 분자의 인산기에서 수소 이온이 부분적으로 떨어져 나가도록 유도(탈양성자화)하면, 분자가 음전하를 띠면서 ITO 투명전극과 더 강하게 결합한다. 이 과정에서 형성된 탈양성자화된 2PACz(2PACz-K)는 전극 표면에 더욱 안정적으로 부착되어 태양전지 제작 과정에서 용매에 의해 씻겨 나가지 않고 균일한 계면을 형성한다.</p> <p contents-hash="45c5cb6bc1e8972c437c373665b33861c4f4d137ae4a986d0b0990f04b7d6ac7" dmcf-pid="3NGiqItW58" dmcf-ptype="general">이 기술을 적용한 페로브스카이트 태양전지는 더 높은 전압과 향상된 전하 전달 특성을 보였다. 이를 기반으로 제작된 페로브스카이트–유기 탠덤 태양전지는 최대 25.1%의 전력 변환 효율과 2.23V의 높은 개방전압을 기록했다. 또한 220시간 연속 구동 후에도 초기 성능의 80% 이상을 유지하는 안정성을 보였다.</p> <p contents-hash="4cd184419b8b45726a4d747c431a71ced966d1d62d7aa4fec2b43b7143015155" dmcf-pid="0jHnBCFY14" dmcf-ptype="general">연구팀은 이 계면 기술을 태양광을 이용해 물을 분해해 수소를 생산하는 광전극 장치에도 적용했다. 개발된 기술을 적용한 탠덤 광전극은 외부 전압 없이도 물 분해 반응을 유도할 수 있는 높은 광전압을 나타냈으며, 태양에너지를 수소로 전환하는 효율은 최대 7.7%에 달했다.</p> <p contents-hash="1c85e10472fabaf690325728180d103f17ed8fae9f47aa334c47658aabc4b524" dmcf-pid="pAXLbh3G5f" dmcf-ptype="general">김진영 교수는 “분자 수준에서 계면의 화학 상태를 제어하는 전략을 통해 태양전지의 성능과 안정성을 획기적으로 개선했다”며 “태양광 발전과 그린수소 생산을 통합한 차세대 에너지 시스템 개발에 활용될 수 있을 것”이라고 밝혔다.</p> <p contents-hash="d58afc8831f9d421880fd0bf4c48b97c54c2f46f02485ff1b1ec616041677f3b" dmcf-pid="UwFjfy71XV" dmcf-ptype="general">한국연구재단 지원으로 수행된 이번 연구결과는 에너지화학분야 국제학술지 ‘에너지와 환경과학(Energy & Environmental Science)’에 2월 5일 게재됐다. 연구 수행은 과학기술정보통신부 한국연구재단 (NRF)의 지원을 받아 이루어졌다.</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 헤럴드경제. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 ‘57세 돌싱’ 탁재훈 “언제나 연애할 준비 돼 있다”(‘신랑수업2’) 03-17 다음 "티모시 샬라메, 오만함 때문에 몰락" 아카데미 회원들 거부감 느껴[해외이슈] 03-17 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
