광주과기원 이광희 교수팀…페로브스카이트 한계 극복

국내 연구진이 차세대 '페로브스카이트' 태양전지의 효율을 높일 수 있는 기술을 개발했다.

한국연구재단은 광주과학기술원 이광희 교수 연구팀이 가시광선에서 적외선 영역까지 넓게 빛을 흡수할 수 있는 하이브리드 태양전지(페로브스카이트와 유기태양전지를 결합한 태양전지)를 개발했다고 9일 밝혔다.

페로브스카이트는 전기적 특성이 우수해 차세대 태양전지라 불리지만, 가시광선 영역만 흡수할 수 있다는 한계가 있다.

연구팀은 높은 개방전압(태양전지의 최대 전압값)을 갖는 페로브스카이트 광활성층과 적외선을 흡수할 수 있는 유기 광활성층을 쌓아올려 새로운 하이브리드 태양전지를 개발했다.

페로브스카이트의 흡광 영역을 넓히기 위해 유기층을 혼합하려는 시도는 있었지만, 전하 이동성이 낮아 태양전지의 성능을 떨어뜨린다는 문제가 있었다.

연구팀은 유기 광활성층 안에 전하 이동성이 높은 N형 고분자와 용매 첨가제를 넣어 유기층의 성능을 획기적으로 높였다.

그 결과, 현재까지 학계에 보고된 페로브스카이트·유기 하이브리드 태양전지 가운데 가장 높은 16.4%의 효율을 구현했다.

이광희 교수는 "태양광의 44%를 차지하는 가시광선뿐만 아니라 48%의 적외선까지 이용할 수 있는 태양전지를 개발함으로써 태양에너지 기술을 한 단계 앞당길 것으로 기대한다"고 말했다.

이번 연구는 미래창조과학부 기초연구사업(개인연구), 기후변화대응기술개발 사업, 신산업창조프로젝트 사업의 지원을 받았다. 연구 결과는 재료과학 분야 권위지인 '어드밴스드 머터리얼즈'(Advanced Materials) 지난 4월 27일자에 실렸다.(연합)