전북대는 한윤봉 공대 화학공학부 교수팀이 성능이 뛰어나고 수명이 긴 페로브스카이트 태양전지 제조기술을 개발했다고 17일 밝혔다.
한 교수팀은 나노복합소재와 계면공학 기술을 적용해 차세대 태양전지로 각광받고 있는 페로브스카이트 태양전지 제조 기술을 개발했다.
페로브스카이트 태양전지는 높은 광 흡수율, 큰 전하 확산계수, 우수한 전하이동 능력 등으로 인해 발전효율이 높으며 저가 대량생산이 가능해 실용화 연구가 활발하게 이뤄지고 있다.
하지만 페로브스카이트 태양전지는 공기에 노출됐을 때 전자 수송층의 광촉매 현상과 수분에 의한 페로브스카이트 물질의 분해로 인해 수명이 현저하게 단축되는 문제점을 갖고 있었다.
한 교수팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 산화니켈(NiO) 나노입자와 페로브스카이트를 하이브리드한 나노복합소재를 개발하고 계면공학 기술을 적용해 모든 공정을 용액상태로 대기 중에서 진행했다. 그 결과 20일 후면 소자가 안정화됐으며 7개월이 지나도 태양전지 성능이 90% 이상 유지되는 것으로 나타났다.
한윤봉 교수는 “이는 소자 구조에 적용한 금속산화물 계면층이 페로브스카이트 결정성을 좋게 하고 페로브스카이트 물질의 분해를 억제함과 동시에 전자-정공 재결합을 억제시키기 때문”이라고 말했다.
한 교수는 “이번 연구는 페로브스카이트 태양전지의 실용화에 걸림돌이 되고 있는 문제점들을 개선한 것”이라며 “저렴한 가격으로 성능이 좋은 태양전지를 상용화하는 데 한 걸음 다가선 연구로 의미를 갖는다”고 강조했다.
전주=김한식기자 hskim@etnews.com
