전북대 한윤봉 교수팀, 고성능 복합소재 태양전지 개발
전북대 한윤봉 교수팀, 고성능 복합소재 태양전지 개발
  • 정해은 기자
  • 승인 2020.01.21 10:59
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전북대학교는 한윤봉 화학공학부 교수 연구팀이 최근 기능성 나노 복합소재를 적용한 페로브스카이트 태양전지 신기술 개발에 성공했다고 밝혔다.

20일 전북대에 따르면 이번 연구 결과는 첨단 에너지 소재 분야의 세계적 학술지인 'AEM'의 표지논문으로 게재됐다.

차세대 태양전지로 각광받는 페로브스카이트 태양전지는 장기간 공기에 노출될 경우 광학적-열적 불안정성과 이온들의 이동과 물에 의한 페로브스카이트 물질의 분해로 인해 소자 수명과 효율이 현저하게 단축되는 문제점을 가지고 있다.

한 교수팀은 그동안 태양전지의 수명을 현저하게 향상시킬 수 있는 여러 편의 논문을 발표한 바 있지만 광전류밀도와 효율이 비교적 낮다는 문제점을 해결하지 못했다.

그러나 이번에 개발한 기술을 통해 한계점을 극복했다. 한 교수팀은 용액 법으로 제조한 고순도 그래핀을 바탕으로 기능성 복합소재를 제조하고 이들을 각각 태양전지의 활성층과 전자수송층에 적용했다.

그 결과 기능성 나노복합소재를 적용한 페로브스카이트 태양전지는 재현성과 열적 광학적 안정성이 우수할 뿐만 아니라 높은 광전류밀도(25.75mA/cm2)와 효율(20.6 %)을 나타냈다. 또 대기조건에서 300일이 지나도 태양전지 효율이 93% 이상 유지되는 결과물도 얻을 수 있었다.

한윤봉 교수팀은 이번 연구 결과는 그래핀 기반의 기능성 나노복합소재를 개발해 페로브스카이트 태양전지의 활성층과 전자수송층에 적용함으로써 실용화에 걸림돌이 되는 문제점들을 해결했다는 점에서 의미가 크다고 말했다.

한편 이번 연구에는 한윤봉 교수와 타미네 마흐모디 박사, 왕유셍 박사가 참여했으며, 미래창조과학부의 중견연구자사업의 지원을 받아 수행됐다./정해은 기자

 

 


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