태양전지를 큰 면적으로 제작해도 효율과 안정성이 떨어지지 않는, 차세대 소재 기반의 태양전지 핵심 기술이 국내 연구진에 의해 개발했다. 광주과학기술원(GIST)은 27일 차세대에너지연구소 강홍규 부소장 연구팀이 강원대 연구진과 함께 '페로브스카이트' 태양전지 내부 층과 층 사이의 특성을 정밀하게 제어하는 계면공학 기술을 개발했다고 밝혔다. 페로브스카이트 태양전지는 기존 실리콘 태양전지보다 가볍고 공정이 간단해 차세대 태양전지로 주목받지만, 면적이 커질수록 성능과 수명이 급격히 저하되는 한계로 인해 그동안 상용화에 어려움이 있었다. 태양전지 면적이 커질수록 내부 박막이 균일하게 형성되기 어렵고, 전자가 이동하는 과정에서 손실이 증가해 효율과 안정성이 함께 떨어지는 문제가 있기 때문이다. 연구팀은 이러한 문제의 핵심 원인으로 태양전지 내부에서 전자의 이동 통로 역할을 하는 전자수송층의 특성에 주목하고 전자수송층을 형성하는 초기 단계에서 고분자 물질(PEI)을 혼합하는 공정 방식을 도입해 문제를 해결했다. 고분자 물질은 전자 손실을 줄이고 전기적 환경을 개선해 전자가 보다 원활하게 이동할 수 있도록 도와, 태양전지 내부에서 전자 이동 장벽이 낮아지고 태양전지 전체
기존 방식에서 약 20% 성능 향상 “고효율 태양전지 향한 새로운 방향 제시” 국내 연구팀이 페로브스카이트 태양전지 성능을 한층 더 발전시킬 수 있는 기술을 개발했다. UNIST 에너지화학공학과 장성연 교수팀과 고려대학교 곽상규 교수팀이 주석-납 할로겐화물 페로브스카이트 광활성층과 양자점층을 접합해 태양전지 소자의 효율을 큰 폭으로 개선할 수 있는 기술을 공동으로 개발했다. 연구팀은 결합된 소재가 접합되며 만들어진 박막층을 활용해 전지의 효율을 대폭 상승시켰다. 생성된 접합층은 내부 전기장을 강화시키고, 경계면의 결함을 대폭 감소시켜 전하의 이동 거리를 늘렸다. 전하추출의 효율을 높인 것이다. 주석-납 할로겐화물 화합물은 밴드간의 에너지 갭의 차이가 적다. 에너지 갭은 반도체 소재에서 전도띠의 하단부분과 가전자띠의 상단부분의 에너지 차이를 의미한다. 근적외선 영역대 빛까지 흡수하는 능력이 뛰어나지만, 내부결함이 많고 전하의 이동 거리가 짧아 전하를 안정적으로 추출하기 어려웠다. 연구팀은 페로브스카이트 양자점을 주석-납 페로브스카이트 층 위에 박막으로 덮어 기존의 고질적 문제를 개선했다. 주석-납 할로겐화물 페로브스카이트 박막 표면에 양자점 소재를 씌우면 양자
반도체 혼화성 조절해 뭉침 현상 제어해 11.28%의 높은 전력 변환 효율 기록 큰 면적에서 높은 효율을 내는 유기 태양전지가 개발됐다. 유기 태양전지는 차세대 태양전지로 주목받고 있다. UNIST 화학과 김봉수 교수팀이 KIST 차세대 태양전지 연구센터 손해정 박사팀과 공동으로 고효율의 대면적 유기 태양전지 소재를 개발했다. 유기 태양전지는 현재 상용화된 실리콘 태양전지보다 가볍고 유연성을 가지며, 반투명하게 제작할 수 있어 차세대 전지로 주목받고 있다. 하지만 소자의 제작과정에서 발생하는 유기 소재의 뭉침 현상으로 높은 효율을 내기 어려웠다. 공동 연구팀은 n형 반도체(전하 운반자 역할을 하는 전자의 수가 양공의 수에 비해서 훨씬 많이 있는 반도체)와 p형 반도체(전하 운반자 역할을 하는 양공의 수가 전자의 수에 비해서 훨씬 많이 있는 반도체)가 섞이는 혼화성을 조절해 기존 대면적 유기 태양전지 효율 저하의 원인인 유기 소재의 뭉침 현상을 제어했다. 이에 앞서 공동 연구팀은 전자를 받아들이는 전자수용체 말단에 위치한 원자를 도입해 ‘비대칭 n형 반도체’를 개발했다. 반도체의 고분자화합물을 이루는 두 종류의 단량체를 결합시켜 새로운 ‘p형 공중합체(co-p
헬로티 이동재 기자 | 국가기술표준원(이하 국표원)이 30일 서울 코엑스에서 제3차 탄소중립 표준화 전략 협의회를 개최하고, 신규 국가표준 100종 개발, 국제표준 400종 도입 등을 골자로 하는 ‘2050 탄소중립 표준화 전략’을 발표했다. 국표원은 지난 2월 업계와 대학, 연구소, 협회·단체 등 37개 기관이 참여하는 민관 협의체인 ‘탄소중립 표준화 전략 협의회’를 발족하고, 9개월 간 각계 전문가가 참여하는 분과위원회 활동을 통해 온실가스 감축과 탄소중립 실현의 핵심 도구가 될 탄소중립 표준화 전략을 수립해 왔다. 이날 최종 확정 발표한 ‘2050 탄소중립 표준화 전략’에 따라 정부는 국내 탄소감축 결과를 해외에서 인정받기 위한 상호인증체계를 구축함으로써 탄소중립 실현의 제도적 기반을 마련하고, 2050년까지 신규 국가표준 100종을 개발할 계획이다. 에너지 전환 분야에서는 차세대 태양전지 성능평가, ESS 화재안전성 요구사항 등 41종 표준 개발을 추진한다. 산업 부문별 저탄소화 분야에서는 전기로 고철 스크랩 분류, 주행중 전기차 무선충전 통신 요구사항 등 44종 표준을 개발한다. 자원재활용 분야에서는 제품 순환성 설계방법 등 에코디자인 기준, 광물
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