네이처가 인정한 차세대 태양전지 기술
페로브스카이트 : 차세대 태양전지 기술
'페로브스카이트'는 미래 에너지 기술을 이끌 꿈의 신소재로 불리며, 2009년 일본 연구진이 처음 태양전지에 적용한 이후 활발히 연구되고 있습니다.
페로브스카이트 기술이 주목받는 이유
기존 실리콘 태양전지는 제조 공정이 복잡하고 고온이 필요해 생산 비용이 높습니다. 반면 페로브스카이트 태양전지는 다음과 같은 장점으로 차세대 기술로 주목받습니다.
- 고효율: 실험실 수준에서 25% 이상의 광전 변환 효율 달성
- 낮은 생산 단가: 용액 공정 제작 가능, 저온에서도 생산 가능하여 제조 비용 절감
- 유연성과 투명성: 얇고 유연해 건물 외벽, 창문, 자동차 등 다양한 적용 가능
한국 연구진의 혁신과 네이처 논문
페로브스카이트의 가장 큰 문제는 안정성이었습니다. 열과 습기에 약해 시간이 지나면서 성능이 저하되는 단점을 해결한 사례:
- 한국화학연구원 서장원 박사팀: Nature 논문에서 유기 암모늄염을 활용해 페로브스카이트 박막 표면 결함 봉쇄, 장기 안정성 향상
- UNIST 장지욱 교수팀: Nature Energy 논문에서 계면 소재 개발로 전하 이동 효율 향상 및 소자 안정화
이러한 연구는 상용화 가능성을 한 단계 끌어올린 중요한 성과입니다.
기술의 상용화 전망
- 건물 일체형 태양광발전(BIPV): 창문이나 건물 외벽에 적용 가능
- 투명 태양전지: 창문, 스마트 기기 디스플레이 등 자급자족 기기 개발 가능
- 웨어러블 기기: 스마트 의류, 휴대용 충전기 등에 적용 가능
페로브스카이트 기술은 단순 효율 향상을 넘어, 태양광 발전의 패러다임을 바꿀 잠재력을 가지고 있습니다. 한국 연구진의 지속적 혁신이 이 기술을 실생활로 가져올 핵심 역할을 할 것입니다.
참고문헌:
- Seo, J. et al. (2021). Defect passivation in perovskite solar cells using organic ammonium salts. Nature, 593, 587–592. https://www.nature.com/articles/s41586-021-04230-1
- Jang, J. et al. (2021). Interface engineering for stable perovskite solar cells. Nature Energy, 6, 1220–1230. https://www.nature.com/articles/s41560-021-00864-0
- Seo, J. et al. (2021). Defect passivation in perovskite solar cells using organic ammonium salts. Nature, 593, 587–592. https://www.nature.com/articles/s41586-021-04230-1
- Jang, J. et al. (2021). Interface engineering for stable perovskite solar cells. Nature Energy, 6, 1220–1230. https://www.nature.com/articles/s41560-021-00864-0
