UNIST, 폴더블 페로브스카이트 태양전지 개발

[아이뉴스24 최상국 기자] 울산과학기술원(UNIST)은 신소재공학부의 김주영·송명훈 교수 공동연구팀이 접을 수 있을 정도로 유연한 페로브스카이트 태양전지를 개발했다고 2일 밝혔다.

연구팀은 페로브스카이트 태양전지를 구성하는 각 소재들의 물리적 특성을 분석하고 유연성을 극대화할 수 있는 설계방식을 구현, 1.0 ㎜ 곡률 반경에서 1천번을 접어도 성능이 유지될 수 있도록 만드는 데 성공했다.

페로브스카이트 태양전지는 낮은 생산 비용과 높은 효율로 차세대 태양전지로서 주목받고 있다. 또한 실리콘 태양전지와 달리 전극 및 기판 소재 변경을 통해 쉽게 유연화가 가능하다는 장점이 있다.

연구팀은 기존의 말 수 있는(rollable) 수준이었던 페로브스카이트 태양전지의 유연성을 접을 수 있는(foldable) 수준까지 높인 것이다.

유연성을 제한하는 기존 금속산화물 투명전극을 유연한 초박막 금속 투명전극으로 바꾸고, 굽힐 때 소자 표면에 발생하는 응력을 최소화하기 위해 고분자 기판의 두께도 기존의 100μm 이상의 두께에서 15μm로 최소화했다.

기존의 금속산화물 투명전극은 딱딱한 결정질 구조로 8㎜ 곡률반경에서의 굽힘에도 10배 이상의 저항 증가를 보였지만 초박막 금속 투명전극은 높은 유연성으로 0.5㎜의 곡률반경의 굽힘에도 저항증가가 없었다.

최근 국내외 연구자들의 노력으로 페로브스카이트 태양전지의 광전효율이 상용화가 가능할 수준으로 높아지고 있는 데다 접을 수 있을 정도의 유연성까지 갖출 경우 휴대하기 쉽고 성능도 뛰어난 태양전지의 실용화가 더욱 앞당겨질 것으로 기대된다.

이번 연구결과는 ‘나노 레터스’ 에 5월23일 공개됐으며, 안승민 박사후 연구원, 정의대 석박사통합과정 연구원이 1저자로 참여했다.