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[IT뉴스]에너지 52% 활용 못하는 태양전지 한계 극복 방법 찾아

온카뱅크관리자

2024-10-31 08:45:40

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">KAIST·연세대, 근적외선 광 포집 극대화 기술 개발</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="fxQ0jCKGA8">
          <p dmcf-pid="45ZwbMSga4" dmcf-ptype="general"> [이데일리 강민구 기자] 국내 연구진이 전체 태양 에너지의 약 52%를 활용하지 못하는 문제점을 가진 페로브스카이트 태양전지의 한계를 극복할 가능성을 제시했다.</p>
          <p dmcf-pid="8p0C4nGkkf" dmcf-ptype="general">한국과학기술원(KAIST)은 이정용 전기전자공학부 교수 연구팀과 김우재 연세대 화학과 교수 공동 연구팀이 기존 가시광선 영역을 넘어 근적외선 광 포집을 극대화한 고효율·고안정성 유무기 하이브리드 태양전지 제작 기술을 개발했다고 31일 밝혔다.</p>
          <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="6DEQy0LKkV" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="연구를 수행한 이정용 KAIST 교수(왼쪽), 이민호 박사과정(가운데), 김민석 석사과정(오른쪽).(사진=KAIST)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202410/31/Edaily/20241031084542705kxqw.jpg" data-org-width="670" dmcf-mid="28g2IXMUjP" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202410/31/Edaily/20241031084542705kxqw.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            연구를 수행한 이정용 KAIST 교수(왼쪽), 이민호 박사과정(가운데), 김민석 석사과정(오른쪽).(사진=KAIST)
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          </figure>
          <div dmcf-pid="PZXDBxloA2" dmcf-ptype="general">
           연구팀은 가시광선 흡수에 한정된 페로브스카이트 소재를 보완하고, 근적외선까지 흡수 범위를 확장하는 유기 광반도체와의 하이브리드 차세대 소자 구조를 연구했다. 그 결과, 해당 구조에서 주로 발생하는 전자구조 문제를 밝히고 다이폴 층(쌍극자 층)을 도입해 이를 해결한 고성능 태양전지 소자를 발표했다.
          </div>
          <p dmcf-pid="QlhLtKEQk9" dmcf-ptype="general">기존 납 기반 페로브스카이트 태양전지는 850나노미터(nm) 이하 파장의 가시광선 영역에만 흡수 스펙트럼이 제한돼 전체 태양 에너지의 약 52%를 활용하지 못했다.</p>
          <p dmcf-pid="xDEQy0LKoK" dmcf-ptype="general">이에 연구팀은 유기 벌크 이종접합을 페로브스카이트와 결합한 하이브리드 소자를 설계하고, 근적외선 영역까지 흡수하는 태양전지를 제작했다.</p>
          <p dmcf-pid="yTva0VrRob" dmcf-ptype="general">우선 나노미터 이하 다이폴 계면 층을 도입해 페로브스카이트와 유기 벌크 이종접합 간 에너지 장벽을 완화하고 전하 축적을 억제, 근적외선 기여도를 극대화하고 전류 밀도를 높였다.</p>
          <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="WEkPT3nbcB" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="다이폴 도입 페로브스카이트·유기 하이브리드 태양전지.(자료=KAIST)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202410/31/Edaily/20241031084543921otya.jpg" data-org-width="670" dmcf-mid="VcYc76Iik6" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202410/31/Edaily/20241031084543921otya.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            다이폴 도입 페로브스카이트·유기 하이브리드 태양전지.(자료=KAIST)
           </figcaption>
          </figure>
          <div dmcf-pid="Yj0C4nGkoq" dmcf-ptype="general">
           그 결과, 하이브리드 소자의 전력 변환 효율은 기존 20.4%에서 24.0%로 향상됐다. 내부 양자 효율은 근적외선 영역에서 78%에 달했고, 800시간 이상의 최대 출력 추적에서 초기 효율의 80% 이상을 유지했다.
          </div>
          <p dmcf-pid="GCVZnwuScz" dmcf-ptype="general">이정용 교수는 “기존 페로브스카이트·유기 하이브리드 태양전지가 직면한 전하 축적과 에너지 밴드 불일치 문제를 해결했다”며 “근적외선 광 포집 성능을 극대화하면서도 전력 변환 효율을 높여 기존 페로브스카이트가 가진 기계·화학적 안정성 문제를 해결하고 광학적 한계를 넘을 돌파구가 될 것”이라고 말했다.</p>
          <p dmcf-pid="HAph8LHEj7" dmcf-ptype="general">연구 결과는 국제 학술지 ‘어드밴스트 머티리얼스(Advanced Materials)’에 지난 달 30일자 온라인판에 게재됐다.</p>
          <p dmcf-pid="XaFOVJWAAu" dmcf-ptype="general">강민구 (science1@edaily.co.kr) </p>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 이데일리. 무단전재 및 재배포 금지.</p>