열에 취약한 페로브스카이트 태양전지의 열 내구성을 대폭 개선한 연구 결과가 나왔다.
울산과학기술원(UNIST·총장 박종래)은 김동석 탄소중립대학원 교수팀이 이태경 경상국립대 교수팀, 마이클 그라첼 스위스 로잔공대 교수팀과 공동 연구로 페로브스카이트 태양전지 열 내구성을 저해하는 원인을 규명하고, 열 안정성을 높일 수 있는 첨가제 배합을 찾아냈다고 13일 밝혔다.
연구 결과를 담은 논문은 국제학술지 줄(Joule) 12일자에 실렸다.
페로브스카이트 태양전지의 열 내구성 개선은 상용화에 반드시 필요한 과정이다.
공동 연구팀은 열 내구성 저해 요인을 분석하고, 그동안 전지 효율을 높이고자 과량으로 넣었던 첨가제가 원인임을 밝혀냈다. 이어 전도성 개선 첨가제의 함량을 20배 이상 줄여도 높은 전도성과 효율을 유지하고 고온 안정성도 뛰어난 태양전지를 만들었다.
전지 테스트 결과, 세계 최고 수준인 26.18% 광전변환효율을 기록했다. 면적 25㎠ 모듈에서 23.29% 효율을 보였고, 85℃ 고온에서 1000시간 동안 내구성 시험에서도 뛰어난 안정성을 나타냈다.
김동석 교수는 “첨가제 비율 최적화로 고효율과 고온 안정성을 동시에 잡았다. 페로브스카이트 태양전지 상용화의 마지막 퍼즐 조각을 찾아 맞춘 셈”이라고 말했다.
울산=임동식기자 dslim@etnews.com