고려대 연구진, 효율 높인 태양전지 기술 개발

[이데일리 신하영 기자] 고려대 연구진이 종전보다 에너지 효율을 높인 태양전지 기술을 개발했다.

왼쪽부터 교신저자를 맡은 민한울 교수, 교신저자 강봉주 박사, 제1저자인 김찬혁 연구원(사진=고려대 제공)

고려대는 민한울 KU-KIST 융합대학원 민한울 교수팀이 강봉주 한국화학연구원 박사팀과의 연구에서 이러한 성과를 얻었다고 21일 밝혔다. 연구 결과는 저명 국제학술지(Energy & Environmental Scienc)에 게재됐다.

용액 형태인 페로브스카이트는 고체인 필름 형태로 만드는 과정에서 소재 내부 압력과 결함이 생기게 된다. 이 현상을 변형 응력(Strain-stress)이라 하는데 변형 응력의 발생은 태양전지 성능과 효율에 부정적 영향을 끼친다.

동 연구팀은 이 현상을 해결하고자 용매와 반 용매 혼합물을 활용했다. 특히 혼합물의 비율을 정밀하게 조절한 결과 페로브스카이트의 상부 50mm의 결함층을 제거할 수 있었다.

이런 공정을 통해 제조한 페로브스카이트 태양전지는 표면 형태와 광 흡수 특성을 효과적으로 유지했다. 또한 24~25% 효율을 보이는 기존 동일 전지에 비해 26.25%의 높은 효율을 보였다. 해당 연구 결과는 에너지기술연구원으로 공식 인증(인증 효율: 25.5%)도 받았다.

이번 연구 결과는 차세대 고효율 태양전지뿐 아니라 반도체 응용 분야에도 활용될 것으로 기대된다. 민한울 교수는 “이 기술은 차세대 고성능 태양전지의 핵심 기술로 활용될 수 있으며, 페로브스카이트 태양전지뿐만 아니라 다양한 종류의 반도체 물질의 결함과 내부 인장 제거에도 활용될 수 있을 것”이라고 말했다.