전남대 연구팀, 차세대 태양전지 전극소재 개발

화학공학부 홍창국 교수팀 연구성과

81
연구결과가 실린 '어드밴스드 에너지 머티리얼즈' 2020년 2월효 표지이미지. 전남대 제공 편집에디터
연구결과가 실린 '어드밴스드 에너지 머티리얼즈' 2020년 2월효 표지이미지. 전남대 제공 편집에디터

전남대학교 화학공학부 홍창국 교수 연구팀이 차세대 페로브스카이트 태양전지의 열적 안정성과 제조공정을 획기적으로 개선할 수 있는 새로운 고효율 전극소재를 개발했다.

페로브스카이트 태양전지는 저비용·고효율 차세대 태양전지로 상업화, 제품화에 거의 도달한 것으로 평가되고 있으나 전극 제작을 위한 높은 공정온도와 낮은 열적 안정성 등이 걸림돌로 지적돼 왔다.

홍 교수팀은 유기 기반의 페로브스카이트 태양전지 소재를 무기 기반 소재로 대체해 열적 안정성과 내구성 문제를 해결했다.

특히, 새로운 전자전달층 소재로 MgZnO의 나노결정구조 소재를 개발해 기존에 450℃의 공정온도를 140℃ 이하로 획기적으로 낮추고 용매를 전혀 사용하지 않는 공정을 도입해 저비용 제작공정을 개발하는데 성공했다.

기존의 태양전지 전극소재는 높은 공정온도와 일련의 불안정성 등의 문제점이 있었으나, 개발된 소재는 고효율 구현은 물론 낮은 공정온도, 여기에 공기 중 85℃의 고온에서도 1000시간 이상 견딜 수 있는 뛰어난 열적 내구성까지 구현했다.

연구팀은 “이같은 연구결과가 페로브스카이트 태양전지의 대용량 상용화를 앞당길수 있을 것”으로 기대했다.

이 연구결과는 관련학계 저널인 2020년 2월자 ‘어드밴스드 에너지 머티리얼즈'(영향력 지수 24.884)에 표지이미지와 함께 게재됐다.

전남대 홍창국 교수. 전남대 제공 편집에디터
전남대 홍창국 교수. 전남대 제공 편집에디터
홍성장 기자 seongjang.hong@jnilbo.com