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태양전지 수명 200% 향상 물질 개발
태양전지 수명 200% 향상 물질 개발
  • 최학봉 기자
  • 승인 2017.07.23 20:02
  • 댓글 0
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부산대ㆍ재료연구소 친환경 다기능성 고분자
▲ 진성호 교수
 태양전지의 효율과 수명을 200% 향상시키는 친환경 다기능성 고분자 물질이 개발됐다.

 한국 연구재단(이사장 조무제)은 진성호 교수팀(부산대학교 화학교육과)과 송명관 박사팀(재료연구소)이 첨가제가 필요없는 친환경 고분자 정공수송물질을 이용해 효율 및 안정성이 우수한 차세대 태양전지를 개발했다고 23일 밝혔다.

 지구 온난화와 화석 연료 고갈 문제에 따른 대안으로 태양전지가 활용되고 있다. 기존에 사용되는 결정질 실리콘 태양전지는 에너지 효율이 높은 반면, 전지 제작에 소요되는 에너지와 비용이 높다는 한계를 가지고 있다.

 또한 기존의 페로브스카이트 및 유기태양 전지를 제작할 때 고효율을 달성하기 위해 정공수송층 및 광활성층에 첨가제를 사용하는데 이는 소자의 안정성을 급격히 떨어뜨리는 문제가 있다.

 유기 및 염료감응 태양전지 등 저비용으로 제작 가능한 차세대 태양전지 연구들 또한 에너지 효율이 낮아 상용화에 어려움을 겪고 있다.

 연구팀은 이러한 문제점을 해결하기 위해 플로린(F)이 도입된 벤조다이사이오펜(BDT)- 벤조사이아다이아졸(BT) 기반의 도너(Donor)-억셉트(Acceptor) 타입의 친환경 고분자 물질을 개발했다.

 이 연구에서는 특히 페로브스카이트 태양전지에서 가장 큰 문제점으로 중 하나인 히스테리시스가 거의 발생하지 않았으며 소자의 수명도 대략 2배 이상 증가함을 확인했다.

 진성호 교수는 “이번에 개발된 첨가제가 필요없는 친환경 고분자 정공수송물질은 비교적 저렴한 단가로 대용량 양산이 가능하고 정공 수송특성, 내화학성 및 광전 특성이 우수하다”며 “페로브스카이트 태양전지 및 유기 태양전지, 발광다이오드 등 다양한 유기 전자 소자의 정공수송특성 및 안정성을 크게 향상시켜 OLED 조명, 윈도우 및 디스플레이 등 유기 전자소자의 수명 향상에 특히 기여할 것으로 예상된다”고 설명했다.


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