UNIST, 태양전지 성능 높이는 전극 개발
UNIST, 태양전지 성능 높이는 전극 개발
  • 정인준
  • 승인 2020.05.28 23:24
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박혜성 교수 연구팀, 그래핀 층 삽입해 전극·광활성층 분해 막아
UNIST는 에너지 및 화학공학부 박혜성 교수 연구팀이 차세대 태양전지인 페로브스카이트 태양전지의 성능을 향상 시키는 금속+그래핀 혼합(하이브리드) 전극을 개발했다고 28일 밝혔다.

그래핀이 페로브스카이트 물질에 들어 있는 할로겐 원자가 금속 전극쪽으로 이동하는 것을 막아, 전극과 페로브스카이트 활성층(햇볕을 받아 전자를 만드는 물질)이 분해되는 것을 억제한 것이다.

빛 에너지를 전기 에너지로 만들거나(태양전지), 전기 에너지를 빛 에너지로 바꾸는 ‘광전소자’에는 투명하고 전자를 잘 이동시키는 전극이 필요하다.

지금까지는 금속산화물 기반의 전극인 ITO를 사용했는데, 이 물질을 딱딱하고 부서지는 성질이 있어 유연성이 필요한 웨어러블 디바이스에는 적용이 힘들었다. 게다가 이 물질을 페로브스카이트 태양전지의 전극으로 사용할 경우 페로브스카이트내에 있는 할로겐 원자가 전극 쪽으로 이동해 전극과 광활성층이 모두 분해되고, 수명과 효율이 떨어지는 문제가 있었다.

연구팀은 ‘그래핀’이라는 물질을 금속전극과 광활성층 사이에 넣어 줌으로(중간층 역할) 원자가 이동하는 것은 막고, 전자는 잘 움직일 수 있는 투명하고 유연한 전극을 만들었다. 전극을 전지에 적용한 경우 1000시간이 지도 초기 효율의 97.5%를 유지하는 등 우수한 성능을 보였다. 이 전극은 페로브스카이트를 이용한 태양전지 외에도 디스플레이 소자나 센서 등 다양한 광전소자에도 적용 가능하다. 정인준 기자


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