나석인 교수팀 '高효율 차세대 태양전지기술' 개발

그래핀 이용해 페로브스카이트 태양전지 상용화 앞당겨


[ 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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