실험 데이터 모습/순천향대 제공
순천향대 에너지시스템학과 조남철 교수 연구팀이 열에 의한 페로브스카이트 태양전지 소재의 구조적 변형 문제를 해결할 수 있는 기술을 개발해 상용화 가능성을 높였다.
페로브스카이트 태양전지는 기존의 실리콘 태양전지를 대체할 수 있는 차세대 반도체 재료다.
상용화를 위해서 많은 연구를 진행해 오고 있다.
문제는 온도변화에 민감한 페로브스카이트 결정구조가 구조적 변형을 일으킨다는 점이다.
이 때문에 열 안정성이 필수적으로 확보돼야 한다.
연구팀은 이광재 미 스탠포드대 박사 등과 함께 온도변화에 따른 페로브스카이트의 결정구조를 분석했다.
결정립계 변화에 따른 잔류응력을 관찰했으며 이런 잔류응력 차이가 온도변화에 따른 발광 특성과 밀접한 관계가 있음을 확인했다.
연구팀은 “그동안 불규칙적으로 여겨졌던 페로브스카이트의 온도변화에 따른 광학적 특성과 결정구조 변형에 대한 연관성이 이번 연구에서 규명됐다”며 “페로브스카이트 태양전지 상용화에 영향을 미치는 결정구조의 안정성에 있어 결정립계 크기가 중요한 지표임을 확인했다”고 밝혔다.
조남철 교수/순천향대 제공
이번 연구결과는 향후 페로브스카이트 태양전지의 상용화를 위해 선결돼야 할 열 안정성 문제 해결을 위한 중요한 기초 연구라는 평가를 받고 있다.
연구 결과는 재료 분야 국제 학술지‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼스(Advanced Functional Materials)’에 게재됐다.
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