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[IT뉴스]KAIST, 근적외선 흡수 가능한 고효율·고안정성 태양전지 기술 개발

온카뱅크관리자

2024-10-31 09:35:03

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        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
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          <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="y48I1bkP4I" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="다이폴 도입 페로브스카이트-유기 하이브리드 태양전지" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202410/31/etimesi/20241031093505554kjon.jpg" data-org-width="700" dmcf-mid="QAXREvf5Ph" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202410/31/etimesi/20241031093505554kjon.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            다이폴 도입 페로브스카이트-유기 하이브리드 태양전지
           </figcaption>
          </figure>
          <p dmcf-pid="Wog59eTN8O" dmcf-ptype="general">한국 연구진이 전체 태양 에너지의 절반을 활용하지 못하는 기존 페로브스카이트 태양전지 문제점을 해결했다. 차세대 태양전지 상용화 가능성을 크게 높여 글로벌 태양전지 시장에서 중요한 기술 진전에 기여할 것으로 보인다.</p>
          <p dmcf-pid="YkEUPgZw8s" dmcf-ptype="general">한국과학기술원(KAIST·총장 이광형)은 이정용 전기 및 전자공학부 교수팀과 김우재 연세대 화학과 교수 공동 연구팀이 기존 가시광선 영역을 뛰어넘어 근적외선 광 포집을 극대화한 고효율·고안정성 유무기 하이브리드 태양전지 제작 기술을 개발했다고 31일 밝혔다.</p>
          <p dmcf-pid="GxMvpfmePm" dmcf-ptype="general">기존 납 기반 페로브스카이트 태양전지는 850나노미터(㎚) 이하 파장의 가시광선 영역에만 흡수 스펙트럼이 제한돼 전체 태양 에너지의 약 52%를 활용하지 못했다.</p>
          <p dmcf-pid="H92rH7NfQr" dmcf-ptype="general">이를 해결하기 위해 연구팀은 유기 벌크 이종접합(BHJ)을 페로브스카이트와 결합한 하이브리드 소자를 설계, 근적외선 영역까지 흡수할 수 있는 태양전지를 구현했다.</p>
          <p dmcf-pid="XHXREvf56w" dmcf-ptype="general">나노미터 이하 다이폴 계면 층을 도입해 페로브스카이트와 BHJ 간 에너지 장벽을 완화하고 전하 축적을 억제, 근적외선 기여도를 극대화하고 전류 밀도(JSC)를 4.9밀리암페어(㎃)/㎠ 향상시키는 데 성공했다.</p>
          <p dmcf-pid="ZJiGqQhLPD" dmcf-ptype="general">다이폴 층은 소자 내 에너지 준위를 조절해 전하 수송을 원활하게 하고, 계면 전위차를 형성해 소자 성능을 향상시키는 얇은 물질 층이다.</p>
          <p dmcf-pid="5OIKJEphQE" dmcf-ptype="general">이번 연구 핵심 성과는 하이브리드 소자 전력 변환 효율(PCE)을 기존 20.4%에서 24%로 대폭 높인 것이다. 높은 내부 양자 효율(IQE)을 달성하며 근적외선 영역에서 78%에 달하는 성과를 기록했다.</p>
          <p dmcf-pid="1wuNl1dz4k" dmcf-ptype="general">또 이 소자는 높은 안정성을 보였다. 극한의 습도 조건, 800시간 이상 최대 출력 추적에서 초기 효율 80% 이상을 유지했다.</p>
          <p dmcf-pid="tk0oIXMU4c" dmcf-ptype="general">이정용 교수는 “이번 연구로 기존 페로브스카이트/유기 하이브리드 태양전지가 직면한 전하 축적 및 에너지 밴드 불일치 문제를 효과적으로 해결했고 근적외선 광 포집 성능을 극대화하면서도 전력 변환 효율을 크게 향상시켰다”며 “기존 페로브스카이트가 가진 기계-화학적 안정성 문제를 해결하고 광학적 한계를 뛰어넘을 수 있는 새로운 돌파구가 될 것”이라고 말했다.</p>
          <p dmcf-pid="FW6CtKEQ6A" dmcf-ptype="general">KAIST 전기 및 전자공학부의 이민호 박사과정, 김민석 석사과정이 공동 제1 저자로 참여한 이번 연구는 어드밴스트 머티리얼스 9월 30일 자 온라인판에 게재됐다.</p>
          <p dmcf-pid="3mzAvFiBxj" dmcf-ptype="general">김영준 기자 kyj85@etnews.com</p>
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        <p class="" data-translation="true">Copyright © 전자신문. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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