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2015.06.10
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2015.06.10
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김석
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값싸고 손쉽게 만들 수 있는 화학물질로 고효율 태양전지 제조하는 길 열려 [한국화학연구원]

□ 화학적으로 쉽게 합성되는 소재를 이용한 높은 효율의 태양전지를 제조할 수 있는 신규 공정기술이
한국화학연구원(원장 이규호) 연구진에 의해 개발되었다.

○ 한국화학연구원 석상일 박사(성균관대학교 에너지과학과 교수 겸직)가 주도하고 양운석 박사과정,
노준홍 박사가 공동 제1저자로 참여한 이번 연구는 미래창조과학부가 추진하는 글로벌연구실사업 및
글로벌프론티어사업(멀티스케일에너지시스템연구단)과 한국화학연구원 KRICT 2020 사업의 지원
으로 수행되었고, 연구결과는 국제학술지 사이언스 (Science, IF=31.477) 5월 21일자(현지시각 오후
2시) Express판**에 게재되었으며, 향후 사이언스 온라인판 및 저널지에도 게재될 예정이다.
* 논문명 : High-Performance Photovoltaic Perovskite Layers Fabricated through Intramolecular Exchange
(Woon Seok Yang, Jun Hong Noh, Nam Joong Jeon, Young Chan Kim, Seungchan Ryu, Jangwon Seo,
and Sang Il Seok)
** 정식 출판되기 전 시간을 다투어 미리 알려야만하는 중요한 논문들만 에디터가 특별 선정해서 미리
온라인으로 출판하는 형태

○ 본 기술은 기존에 쓰이던 페로브스카이트* 태양전지 소재의 특성을 더욱 향상시킨 소재 합성 공정기술
로서, 넓은 파장대의 태양광도 흡수를 가능하게 하여 효율을 높였다.
* 페로브스카이트(perovskite) : 부도체·반도체·부도체의 성질은 물론 초전도 현상까지 보이는 특별한
구조의 물질로 AMX3 화학식을 갖는 구조체(A, M은 양이온, X는 음이온, 발견자인 러시아 과학자
페로브스키를 기념하여 명명함)

○ ‘사이언스’지에 게재된 ‘화학분자 교환법’은 고품질 화학물질* 을 제조하기 위해, 서로 다른 화학분자가
순간적으로 교환될 수 있도록 공정** 설계하여, 결함이 적고 결정성이 우수한 화학물질을 제조하는
방법이다.
* 페로브스카이트 구조를 갖는 물질인 FAPbI3 (formamidinium lead iodide)
** PbI2(DMSO)을 우선 형성한 후 이 화합물의 DMSO를 FAI와 순간적으로 교환함으로써 페로브스카이트
구조를 형성 (DMSO: dimethylsulfoxide)

□ 새롭게 개발된 태양전지의 에너지 변환 효율은 20.1%로 NREL* 공식 인증되었으며, 기존에 상용화된
태양전지**의 제조 공정과 비교해 효율은 비슷하나 훨씬 저렴하게 제조할 수 있는 기술이다.
* NREL (National Renewable Energy Laboratory, 미국 재생에너지연구소) : 태양전지와 같은 신 재생
에너지를 연구하는 미국의 대표적인 국가 연구 기관
** 단결정 실리콘 태양전지 및 CIGS, CdTe 등 박막태양전지

○ 현재 90% 이상 사용되고 있는 실리콘 태양전지는 초기 설비 설치가 복잡하고 공정과정에서 에너지
소비가 높아 미래 태양전지 대량 공급에 한계가 있으나, 본 기술은 저가의 연속공정 설비로 제조가
가능하여 이를 극복할 수 있다.

○ 본 연구진은 2012년부터 무기물과 유기물을 결합하여 화학적으로 쉽게 합성되는 소재를 이용한
태양전지를 연구하기 시작하여 올해 1월 관련기술을 네이처지에 발표한 바 있다.

□ 화학(연) 이규호 원장은 본 성과에 대해“세계적으로 이슈가 되고 있는 미래 신재생 에너지 경쟁에서
선두를 점할 수 있는 원천기술을 국내에서 개발했다는 데 의미가 있다”고 연구의 의의를 밝혔다.

○ 석상일 박사는“큰 규모의 연속공정 기술에 쉽게 적용이 가능하여 빠른 상용화 기술 개발이 이루어
질 수 있을 것으로 기대된다”고 밝혔다.
링크
http://www.krict.re.kr/news/bbs/view/tableid/news/id/36611
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