태양전지도 폴더블시대 오나

UNIST, 접는 페로브스카이트 태양전지 개발

UNIST는 2일 신소재공학부의 김주영·송명훈 교수 공동연구팀이 접을 수 있을 정도로 유연한 '페로브스카이트 태양전지(PeSC)'를 개발했다고 밝혔다. 접히는 수준이 가능한 페로브스카이트 태양전지 모습. 사진=UNIST

앞으로 태양전지를 접어 주머니에 넣고 다니다 원할때 펼쳐 사용할 수 있는 날이 가까워지고 있다.

UNIST는 2일 신소재공학부의 김주영·송명훈 교수 공동연구팀이 접을 수 있을 정도로 유연한 '페로브스카이트 태양전지(PeSC)'를 개발했다고 밝혔다. 공동연구를 통해 태양전지 구성 재료인 페로브스카트 박막의 정확한 물리적 특성 분석과 유연성 극대화를 위한 기판과 투명 전극 디자인을 적용한 결과다.

PeSC는 낮은 생산 비용과 높은 효율로 차세대 태양전지로서 주목받고 있다. 또한 실리콘 태양전지와 달리 전극 및 기판 소재 변경을 통해 쉽게 유연화가 가능하다는 장점이 있다.

이번 연구는 태양전지의 유연성 예측이 가능할 정도로 정확한 페로브스카이트 박막의 물리적 특성 분석과 기판, 투명전극 소재 최적화를 통해 PeSC를 접을 수 있는 수준(foldable)까지 유연성을 극대화해 주목을 받고 있다.

이번 연구에서는 실제 PeSC에서와 동일한 조건의 페로브스카이트 박막에 대한 직접적인 단축 인장 실험으로 정확한 물리적 특성을 측정했다. 이를 토대로 정확한 태양전지 유연성 예측이 가능해졌다.

또한 이번 연구에서는 페로스카이트 박막 외에 다른 태양전지 구성층들의 물리적 특성을 분석해 유연성이 극대화된 태양전지를 설계했다. PeSC의 유연성을 제한하는 기존 금속산화물 투명전극을 유연한 초박막 금속 투명전극으로 바꾸고, 고분자 기판의 두께를 15μm까지 줄인 결과 새로운 유연 PeSC는 접는 수준과 같은 1.0 ㎜ 곡률 반경에서 1000회의 굽힘 후에도 태양전지 광전 변환 효율을 유지했다.

UNIST는 2일 신소재공학부의 김주영·송명훈 교수 공동연구팀이 접을 수 있을 정도로 유연한 '페로브스카이트 태양전지(PeSC)'를 개발했다고 밝혔다. 왼쪽부터 송명훈 교수, 안승민 박사후 연구원, 정의대 석박사통합과정 연구원, 김주영 교수. 사진=UNIST

공동연구팀의 김주영 교수는 "이번 연구로 PeSC의 유연성을 정확하게 예측하고 이를 극대화할 수 있게 됐다"며 "다양한 조건의 페로브스카이트 박막의 물성 분석 결과를 활용하여 PeSC의 유연성뿐 아니라 광전 변환 효율 또한 향상 시켜나갈 계획"이라고 밝혔다. 또한 송명훈 교수는 "PeSC 유연성 극대화 연구를 통해 PeSC의 활용성을 웨어러블 디바이스 등에 확대시키면 우리 실생활에 더 가까운 태양전지 기술이 될 수 있을 것"이라고 기대했다.

이번 연구결과는 나노 분야의 세계적 권위지인 '나노 레터스(Nano Letters)' 5월 23일 온라인 속보로 공개됐으며, 안승민 박사후 연구원, 정의대 석박사통합과정 연구원이 1저자로 참여했다.

monarch@fnnews.com 김만기 기자

※ 저작권자 ⓒ 파이낸셜뉴스. 무단 전재-재배포 금지