방사선 쪼여 태양전지 수명 2.5배 늘렸다

2016.11.15 22:08
원자력硏 연구진, 차세대 태양전지 ‘페로브스카이트’ 안정성 높일 신소재 개발

 

연구팀은 그래핀에 방사선을 쬐어 태양전지의 안전성을 높일 수 있는 신소재를 개발했다. - 한국원자력연구원 제공
연구팀은 그래핀에 방사선을 쬐어 태양전지의 안전성을 높일 수 있는 신소재를 개발했다. - 한국원자력연구원 제공

국내 연구진이 차세대 태양전지 소재로 꼽히는 ‘페로브스카이트’의 안정성을 높일 수 있는 신소재를 개발했다.

 

정찬희 한국원자력연구원 선임연구원팀은 나석인 전북대 유연인쇄전자공학과 교수팀과 공동으로 페로브스카이트 태양전지의 수명을 2.5배 가까이 늘리는 데 성공했다고 15일 밝혔다.

 

페로브스카이트는 효율이 뛰어나고, 가격이 저렴해 기존의 실리콘 태양전지를 대체할 차세대 태양전지 소재로 꼽힌다. 하지만 공기 중의 수분 등에 쉽게 변질돼 아직은 실험실 밖에서는 사용이 어렵다.

 

페로브스카이트로 태양전지를 만들려면 전기가 흐를 수 있도록 양전자(+)를 공급하는 ‘정공수송층’이라는 이름의 얇은 막을 덧대어야 한다. 연구진은 그래핀(탄소단원자막)에 방사선의 일종인 감마선을 쬐어 신소재 PRGO라는 이름의 신소재를 개발했다.

 

PRGO는 수분에 대한 저항성이 높고, 다른 재료의 부식에 영향을 미치지 않아 태양전지 수명을 늘어났다. PRGO를 이용해 만들어진 페로브스카이트 태양전지는 90% 습도에서도 5시간 이상 원래 효율을 유지했다. 별도의 첨가제 없이 방사선을 쬐는 단순 공정으로 만들어지기 때문에 대량생산에도 유리할 것으로 보인다.

 

연구팀은 “스마트폰과 TV에 사용되는 유기발광다이오드(OLED) 등의 차세대 전자 소자의 성능 향상에도 PRGO를 사용할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

 

이번 연구 결과는 학술지 ‘나노 에너지(Nano Energy)’ 11월 10일자 온라인판에 게재됐다.

 

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