200℃ 변화에도 '잘버티는' 페보브스카이트 태양전지 개발 작성일 09-03 90 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">UNIST, 16회 반복 실험…광전변환효율도 26.39%로 "역대급"</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="FgFkoVZvkA"> <p contents-hash="aad688c2024721717bf9e2c00f8d6a99045e5ea65cae0836aac91f24bd9b1a91" dmcf-pid="3a3Egf5Tgj" dmcf-ptype="general">(지디넷코리아=박희범 기자)<span>영상 100도와 영하 100도를 극단적으로 오가는 반복적 200도 온도변화에서도 정상 작동하는 태양전지가 개발됐다.</span></p> <p contents-hash="ca6db5f5a9c4e002f4574d5a0d1e1dd8858bb766712c35081eca828465e94f9c" dmcf-pid="0N0Da41yAN" dmcf-ptype="general">한국연구재단은 UNIST 양창덕·신승재 에너지화학공학과 교수와 송명훈 신소재공학과 교수 연구팀이 자기조립단분자막의 분자 연결 위치를 조절해 전극 위에서 치밀하고 안정적으로 배열되는 계면소재 ‘LY-m'을 개발했다고 3일 밝혔다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="233b2136f44eeda5e500dd67573d1e6c75c2cd2a3de078625196991b9a123147" dmcf-pid="pjpwN8tWAa" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="UNIST 연구팀. 왼쪽부터 양창덕·송명훈·신승재 교수와 이승록·양진규·박지원 연구원.(사진=UNIST)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202609/03/ZDNetKorea/20260903120153716slyk.jpg" data-org-width="640" dmcf-mid="fo8Yhg2uoy" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202609/03/ZDNetKorea/20260903120153716slyk.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> UNIST 연구팀. 왼쪽부터 양창덕·송명훈·신승재 교수와 이승록·양진규·박지원 연구원.(사진=UNIST) </figcaption> </figure> <p contents-hash="c6c07c9e35e0fac705684b0bff7c331cecb5a30f789fc46cb18b3c3c500d41c3" dmcf-pid="UAUrj6FYNg" dmcf-ptype="general"><span>자기조립단분자막(SAM)은 특정 분자들이 기판 표면에 스스로 결합하고 정렬해 형성하는 분자 한 층 두께의 매우 얇은 막을 말한다. 페로브스카이트 태양전지의 결함을 없애고 전하 이동을 극대화하는 결정적 역할을 하는 물질이다.</span></p> <p contents-hash="cd3cbf33c609973c4e853c56bf8c9c673f3fff0a142951cae32ff9f7bc8f9580" dmcf-pid="ucumAP3Goo" dmcf-ptype="general">또 'LY-m'은 기존 SAM의 문제를 해결하기 위해 연구진이 새롭게 설계한 고성능 계면소재의 구조를 이른다.</p> <p contents-hash="785c856323e4bb2d87627a28336bbedf17646dbadf57e12d00c73b8ff8cb4a2e" dmcf-pid="7k7scQ0HkL" dmcf-ptype="general">연구결과는 에너지 분야 국제학술지 ‘줄(Joule)’에 온라인으로 게재됐다.</p> <p contents-hash="b4aede83faf59a6a90c0378cec0714865cd12c13b0f52c6924a47ab66745db6d" dmcf-pid="zEzOkxpXjn" dmcf-ptype="general">공동제1저자인 이승록 연구원은 전화통화에서 "영상 100도와 영하 100도를 오가는 반복실험을 16회 실시했다"며 "극한온도에서 성능 손실이 9%에 불과했다. 반면 대조군 페로브스카이트 전지에서는 성능이 0%였다"고 말했다.</p> <p contents-hash="543218eb989cf4517dc9eea325dca6fdf93085b06e6e7c4360f45c104ebf2316" dmcf-pid="qDqIEMUZgi" dmcf-ptype="general">페로브스카이트 태양전지는 통상 70도 정도에서 정상 성능의 80%를 내는 것으로 알려졌다.</p> <p contents-hash="8f4007a6c2bbf65106a686e9ab9b8599c1dc42780f170dca5800d2745518bc96" dmcf-pid="BwBCDRu5jJ" dmcf-ptype="general">최근 UNIST에서 박사학위를 받은 이승록 연구원은 "이번에 개발한 태양전지는 극한 온도변화에도 열충격에 잘 견딘다는 것을 의미한다"고 부연설명했다.</p> <p contents-hash="490eb0b56628e0d05769c9056d29801adaaf717394626839dc94ccf805b23b24" dmcf-pid="brbhwe71gd" dmcf-ptype="general">연구팀은 SAM 분자 기본 구조는 유지한 채 중간 연결고리 위치만 바꾼 세 가지 이성질체를 합성했다. 이성질체는 화학식은 같지만 분자 내부의 구조나 배열이 달라서 서로 다른 물리적·화학적 성질을 가지는 물질을 말한다.</p> <p contents-hash="6c4d6b35e70f4af5f3c81ae6cced89b63a6995c3660465e5d0bd0052aadc2a46" dmcf-pid="KCfyILKpoe" dmcf-ptype="general">이번 연구에서는 SAM 분자의 연결 위치만 오르토·메타·파라로 달리한 'LY-o, LY-m, LY-p'를 합성했다.</p> <p contents-hash="b8253850d2f6e7b06b9d6c34ab31bf6ee9a2c761b5a6eb2e9b30d635a03341d2" dmcf-pid="9h4WCo9UNR" dmcf-ptype="general">이승록 연구원은 "이를 페로브스카이트 계면에 적용한 결과, 메타(meta) 위치에 연결된 ‘LY-m’ 분자가 가장 뛰어난 특성을 보였다"며 "LY-m 분자는 투명전극 기판 위에 기울어진 형태로 촘촘하고 균일한 막을 형성, 세 이성질체 중 가장 큰 결합 에너지를 보이는 동시에 결함을 최소화하는 경향을 나타냈다"고 말했다.</p> <p contents-hash="f65832f23f52fcf7241b0e7d5e463b920bd293b182c515101c227b2ebb1cf57a" dmcf-pid="2l8Yhg2uoM" dmcf-ptype="general">실제 역구조 페로브스카이트 태양전지 소자에 적용한 결과 'LY-m'은 최고 광전변환효율 26.39%을 달성했다는 것.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="e8a2ed0422f42e6390216231a1b1754ad02a26d4292e139fa0070b421dd222b4" dmcf-pid="VS6GlaV7Nx" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="극한의 온도를 오갈 수 있는 태양전지에 적용된 자가조립단분자막의 구조.(그림=UNIST)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202609/03/ZDNetKorea/20260903120154962bdql.png" data-org-width="427" dmcf-mid="tEou1OJ6Ac" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202609/03/ZDNetKorea/20260903120154962bdql.png" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 극한의 온도를 오갈 수 있는 태양전지에 적용된 자가조립단분자막의 구조.(그림=UNIST) </figcaption> </figure> <p contents-hash="9f0acb0816b125813abe28b2b7e7fec85907a1a4d44b9636b9a43308b1cb5d22" dmcf-pid="fvPHSNfzNQ" dmcf-ptype="general">특히 연구팀은 영하 100도와 영상 100도를 각각 30분씩 16회 반복하는 극한 열순환 시험에서 기존 상용 소재 소자(MeO-4PACz )는 작동을 멈춘 반면, LY-m 소자는 약 9%의 효율 감소만으로 정상 작동을 유지함을 확인했다.</p> <p contents-hash="7cd19afa964315422f87639f33a8cd775648bddf1a6e8e4cb201779a5d848c60" dmcf-pid="4TQXvj4qgP" dmcf-ptype="general">양창덕 교수는 “태양전지의 성능은 빛을 흡수하는 소재뿐 아니라 각 층이 맞닿는 계면의 완성도에도 크게 좌우된다”며, “이번 연구는 분자 수준의 정교한 설계를 통해 효율과 안정성을 함께 높일 수 있음을 보여줬다"고 말했다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="37db650e13e0797a174ee9d9c6575a3c612818d333e05e7dc07360adba1f3e1e" dmcf-pid="8yxZTA8Bj6" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="UNIST 연구팀. 왼쪽부터 양창덕·송명훈·신승재 교수와 이승록·양진규·박지원 연구원.(사진=UNIST)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202609/03/ZDNetKorea/20260903120153716slyk.jpg" data-org-width="640" dmcf-mid="fo8Yhg2uoy" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202609/03/ZDNetKorea/20260903120153716slyk.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> UNIST 연구팀. 왼쪽부터 양창덕·송명훈·신승재 교수와 이승록·양진규·박지원 연구원.(사진=UNIST) </figcaption> </figure> <p contents-hash="d7c3de965be9bc895758c86c37347bbb3ec5bb37253993f32837e5897ba90ac9" dmcf-pid="6WM5yc6bN8" dmcf-ptype="general">박희범 기자(hbpark@zdnet.co.kr)</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 지디넷코리아. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 AI 교육 쏟아지는데 조직은 그대로…‘수료’ 아닌 ‘업무 변화’ 살펴야 09-03 다음 분자 연결 위치 바꿨더니…영하 100도~영상 100도 버티는 태양전지 개발 09-03 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
