영상 100도∼영하 100도에서 정상 작동…극한 환경 활용 ‘태양전지’ 등장 작성일 09-03 44 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">UNIST, 분자 연결 위치 조절해 효율 높이는 계면소재 개발<br>페로브스카이트 태양전지 적용 결과, 26.39% 광전변환효율 기록</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="WnFAyhLxCM"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="eaff8d325853b0d5b3bea4aabd46b4f1d3e6a22718a489534e743b045f48f395" dmcf-pid="YL3cWloMhx" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="영하 100도와 영상 100도에서도 초기 효율을 유지한 채 작동하는 태양전지 계면소재를 AI로 생성한 이미지." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202609/03/dt/20260903141844766tefi.png" data-org-width="640" dmcf-mid="yOfvuFOcWR" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202609/03/dt/20260903141844766tefi.png" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 영하 100도와 영상 100도에서도 초기 효율을 유지한 채 작동하는 태양전지 계면소재를 AI로 생성한 이미지. </figcaption> </figure> <p contents-hash="095969d0f5faea939361b51742cffa1a2bd8c828181f1ec9dca495f816e8e8e9" dmcf-pid="Go0kYSgRyQ" dmcf-ptype="general"><br> 분자 연결 위치를 바꾸는 것만으로 영하 100도에서 영상 100도를 오가는 극한의 온도 변화에도 정상 작동하는 태양전지 소재가 개발됐다.</p> <p contents-hash="81794739a34647b5c38f8dbefc762d7a35379406c8334bc5420bb9fedb0d8c65" dmcf-pid="HgpEGvaelP" dmcf-ptype="general">우주나 항공처럼 극심한 온도 변화가 예상되는 환경에서도 태양전지를 적용할 수 있게 될 전망이다.</p> <p contents-hash="a6dce5ab09a3d751d65c4b287dc231f17fc424b7c8bc882a0ee9366772f1d202" dmcf-pid="XaUDHTNdv6" dmcf-ptype="general">한국연구재단은 양창덕·신승재·송명훈 울산과학기술원(UNIST) 교수 연구팀은 자기조립단분자막(SAM)의 분자 연결 위치를 조절해 전극 위에서 치밀하고 안정적으로 배열되는 계면소재 ‘LY-m’을 개발했다고 3일 밝혔다.</p> <p contents-hash="1dabbbda84bea5f5a39a8cf285028108307b85d83288392c4b86969ed34cc4f6" dmcf-pid="ZNuwXyjJl8" dmcf-ptype="general">자기조립단분자막은 특정 분자들이 기판 표면에 스스로 결합·정렬해 형성하는 분자 한 층 두께의 매우 얇은막으로, 페로브스카이트 태양전지의 결함을 줄이고 전하 이동을 극대화하는 소재다.</p> <p contents-hash="ebc0734a13f5683f76eb42ea2c306606d6cf6294989b291f54ea5ad0a8f44805" dmcf-pid="5GiF89Hlv4" dmcf-ptype="general">페로브스카이트 태양전지의 효율과 안정성을 극대화하는 방법으로 전하 수송층의 위아래 구조를 반대로 뒤집은 역구조 방식이 주목받고 있다.</p> <p contents-hash="9136a94212a746bfd136aa3d79478cff51ddfb973c92fbca5425bda20b2d4fa2" dmcf-pid="1Hn362XSyf" dmcf-ptype="general">페로브스카이트(i)를 가운데 두고 양전하를 수송하는 정공수송층(p), 음전하를 수송하는 전자수송층(n)을 위아래로 쌓는 n-i-p 방식을 정구조, p-i-n 방식을 역구조라고 부른다.</p> <p contents-hash="1a3b24112e3ecada6fcfe6589c445d05804c670b137ac28c7f62ce459e96d810" dmcf-pid="tXL0PVZvCV" dmcf-ptype="general">역구조 소자에서 투명전극(ITO)과 페로브스카이트 흡수층 사이의 계면은 태양전지 성능을 좌우하는 핵심이다.</p> <p contents-hash="2721ac1f594e95b7ffb6b047d2943644c75186682a582089706d8f62f716e1e5" dmcf-pid="FZopQf5Tl2" dmcf-ptype="general">자기조립단분자막이 계면 내 정공수송층으로 널리 쓰이지만 분자들이 고르게 배열되지 않거나 열을 받으면 태양전지 에너지 손실이 크고 장기 안정성이 떨어질 수 있는 한계가 있다.</p> <p contents-hash="dfcdad08b34a27cbf0f736c28104b8154f04299a3e2d767da4273e12b36d7bef" dmcf-pid="35gUx41yC9" dmcf-ptype="general">연구팀은 자기조립단분자막 분자의 기본 구조는 유지한 채 중간 연결고리의 위치만 바꾼 세 가지 이성질체(화학식은 같지만 서로 다른 물리적·화학적 성질을 갖는 물질)를 합성했다.</p> <p contents-hash="0c41a886f904d26abcb3be97adce54b99ecb9b99f16244ab9babedf8f32db10d" dmcf-pid="01auM8tWCK" dmcf-ptype="general">이를 페로브스카이트 계면에 적용한 결과, 메타 위치에 연결된 ‘LY-m’ 분자가 가장 뛰어난 특성을 보였다.</p> <p contents-hash="89d539a6011f91fd897f1b0429e4272b0853f141b90e79a7953388a9dcb2edf1" dmcf-pid="ptN7R6FYhb" dmcf-ptype="general">LY-m 분자는 투명전극 기판 위에 기울어진 형태로 촘촘하고 균일한 막을 형성해 세 이성질체 중 가장 큰 결합 에너지를 보이는 동시에 결함을 최소화하는 경향을 나타냈다.</p> <p contents-hash="63f256d7f2c6710b2e7b1b58c29d80a2eb3cf40b091c6f646f7815b7890ab97b" dmcf-pid="UFjzeP3GhB" dmcf-ptype="general">실제 역구조 페로브스카이트 태양전지 소자에 적용한 결과, LY-m은 최고 광전변환효율 26.39%라는 초고효율을 달성했다.</p> <p contents-hash="f7804dc721f18d472d69d8af70e1efe498d5cd89190e985d24c23ace7647ab96" dmcf-pid="u3AqdQ0Hyq" dmcf-ptype="general">특히 영하 100도와 영상 100도를 각각 30분씩 반복하는 극한 열순환 시험에서 LY-m 소자는 초기 효율의 9%만 감소되고 정상 작동했다. 기존 상용 소재는 작동을 멈춰 대조적인 모습을 보였다.</p> <p contents-hash="9693baaec308dc1f758956b2c88da4a3a2146f93b4d2d9a83694070f600eefc1" dmcf-pid="70cBJxpXhz" dmcf-ptype="general">양창덕 교수는 “태양전지 성능을 빛을 흡수하는 소재뿐 아니라 각 층이 맞닿는 계면의 완성도에도 크게 좌우된다”며 “분자 수준의 정교한 설계를 통해 효율과 안정성을 동시에 높일 수 있는 태양전지 개발에 기여할 것”이라고 말했다.</p> <p contents-hash="8e4655af89cc7f4e89d06c15442c62a4d4e7674400722e4eccf57e2aedca82be" dmcf-pid="zpkbiMUZy7" dmcf-ptype="general">연구결과는 에너지 분야 국제 학술지 ‘줄’ 지난달 3일 온라인에 실렸다.</p> <p contents-hash="6825fb87dc92d61b1c2b1d7338740c4e655f571e1ded12eabc3d0203b46c79ae" dmcf-pid="qUEKnRu5lu" dmcf-ptype="general">이준기 기자 bongchu@dt.co.kr</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 디지털타임스. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 글로벌 VC 창업자, 韓 정부 AI 투자 호평…“삼성·SK 반도체와 도약” 09-03 다음 윤성호 마키나락스 대표 "AI 정확도 80%로는 현장 못 간다"…피지컬 AI로 3년 내 '자율 공장' 09-03 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
