혁신적 광기전력 기술인 페로브스카이트 태양전지

전문가 제언

○ 지구에서 사용되는 모든 에너지의 근원은 태양이다. 태양에서 핵융합에 의해 생산되는 에너지가 빛의 형태로 지구에 도달하여 여러 형태로 변한다. 한편 인류가 가장 다양하게 사용하는 에너지 형태가 전력이므로 태양에너지를 전기로 직접 전환하는 것이 바람직하다. 그래서 태양광으로 전기를 생산하는 태양전지(SC: Solar Cell)가 각광을 받는다. 종래의 SC는 단결정 또는 다정질 실리콘 (Si)을 사용하여 제작하므로 생산단가가 높다. 에너지 절약과 환경보전 차원에서 국가적 지원을 받더라도 화석연료, 원자력, 풍력 등과의 경쟁에서 어려움이 있다.

 

○ 이 논문에서 다루는 페로브스카이트 SC는 여러 측면에서 혁신적인 기술이다. 2009년에 기존의 염료감응 SC에 페로브스카이트의 사용이 처음 발표된 이래 2012년에는 안정성이 뛰어난 고체 페로브스카이트 SC가 개발되었다. 전력변환효율(PCE)도 초기에 3～4%에 불과하던 것이 5년이 지난 현재에는 20%에 이르며 Si SC에 버금가는 PCE가 기대된다.

 

○ 일본에서 페로브스카이트 SC가 최초로 개발되었으며 재생에너지의 R&D를 선도하는 미국, 일본, 독일 등이 이 분야를 선도한다. 또한 SC 패널의 대부분을 생산하는 중국, 대만도 무시할 수 없다. 최근 주목받고 있는 할로겐화물 페로브스카이트 SC는 제작공정에 고온 가열이나 고진공 프로세스가 없으며 원료가 싸다는 장점을 가지고 있다. 또 중금속인 Pb 대신에 Sn을 사용하는 기술의 개발을 통해 건강이나 환경오염문제를 완화도 시도되고 있다.

 

○ 국내의 태양광 산업은 일사량, 건설부지 확보 등 환경조건에서 열악하지만, 새로운 페로브스카이트 SC 분야에서는 세계적으로 연구를 선도하고 있다. 이 논문의 저자인 박남규 교수가 속한 성균관대학교의 ‘멀티스케일 에너지시스템 연구단’에서 최초로 나노와이어 형태로 PCE가 14.7%인 페로브스카이트 SC를 개발하였다. 세계 최고의 국제공인 PCE도 한국화학연구원의 석상일 박사 팀이 보유하고 있다. 앞으로 더 훌륭한 연구결과가 나오기를 기대한다.

저자

Nam-Gyu Park

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2015

권(호)

18(2)

잡지명

Materials Today

과학기술
표준분류

재료

페이지

65~72

분석자

박*철

분석물

• 혁신적 광기전력 기술인 페로브스카이트 태양전지.pdf [361,156 byte]

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