UNIST 권태혁 교수팀 개발
납중독·대기 불안정성 극복
전류 발생량 80% 끌어올려

▲ 납 없는 페로브스카이트에서 전하 전달 원리를 규명하고 유기염료 감응 태양전지에 적용한 UNIST 연구진. 왼쪽부터 김광민 연구원, 김병만 박사, 신현오 연구원.

UNIST(총장 정무영)는 자연과학부 화학과의 권태혁(사진) 교수팀이 ‘납 없는 페로브스카이트’를 기존과 다르게 활용해 태양전지 재료로서 가능성을 열었다고 4일 밝혔다.

차세대 태양전지 소재로 각광받는 ‘납 페로브스카이트’는 값싸고 광전효율도 높지만 납 중독과 대기 중 불안정성으로 상용화가 어렵다.

연구진은 납(Pb) 대신 주석(Sn)을 쓰는 무납 페로브스카이트 물질을 유기염료 감응형 태양전지에서 전하를 전달하는 역할로 활용해 효율과 안정성을 높였다. 특히 무납 페로브스카이트 물질에서 전하 전달이 ‘표면 상태’에서 이뤄진다는 점을 밝혀냈다.

▲ UNIST 자연과학부 화학과 권태혁(사진)교수

연구진은 이를 바탕으로 무납 페로브스카이트 물질을 유기염료 감응형 태양전지의 전하 재생제(전하를 전달해 유기염료를 원래대로 재생시키는 물질)로 활용해 하이브리드 태양전지를 제작했다. 유기염료 감응형 태양전지는 햇빛을 받아 산화된 유기염료가 전하를 받고 원래대로 되돌아가려는 과정에서 전류가 생성되는 원리다.

연구진의 하이브리드 태양전지는 기존 전지보다 전하가 잘 전달돼 전류 발생이 80%가량 높아졌다.

이번 연구는 광주과학기술원(GIST) 방윤수 교수팀도 공동으로 참여했다. 결과는 재료 화학 분야 권위지인 ‘어드밴스드 에너지 머티리얼스’ 11월30일 자 온라인판에 게재됐다.

김봉출기자 kbc78@ksilbo.co.kr

 

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