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페로브스카이트 태양전지 효율 1000시간 유지

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작성자 관리자 작성일21-03-20 11:56 조회31회 댓글0건

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국내 연구진이 페로브스카이트 양자점으로 대기환경에서 세계 최고 수준의 효율과 안정성을 확보한 태양전지 제조 기술을 개발했다. 연구진은 이 기술을 활용하면 태양전지의 흡수체를 기존 열 공정 없이 용액 공정만으로 만들 수 있어 제조단가를 크게 절감할 수 있다고 설명했다.


한국기계연구원은 나노응용역학연구실 심형철 선임연구원이 최대 1000시간까지 16%의 효율을 유지하는 페로브스카이트 양자점 태양전지를 만들었다고 17일 밝혔다.

기계연구원은 "실리콘보다 가볍고 유연한 페로브스카이트의 특성을 활용해 태양전지를 설치하기 어려운 험지의 전력보급은 물론 기존 실리콘 태양전지 위에 흡수체를 보강해 기존 시스템의 효율을 향상시키는 방식으로도 활용할 수 있다"고 말했다. 이와함께 별도의 코팅이나 봉지화 기술 없이 태양전지의 대기 안정성을 최대화시킬 수 있다.

연구진이 개발한 제조 공정은 비교적 간단하다. 이미 미세한 결정 상태인 페로브스카이트 양자점은 고온의 열처리 없이도 용매에 분산해 액체로 만들어 기판에 뿌리거나 바르기만 하면 태양전지를 만들 수 있다. 

 

연구진은 페로브스카이트 양자점 태양전지를 세슘납요오드화물과 포름아미디니움의 양이온으로 조성된 이중 박막 구조로 만들었다. 이렇게 하면 양이온의 표면을 둘러싼 리간드가 떨어져 나가고 교환하는 과정에서 결함이 생긴다.


연구진은 포름아미디니움 이온이 이동하면서 그 결함을 스스로 복구하도록 설계해 안정성을 높였다. 이 때문에 이중 박막 구조의 페로브스카이트 양자점 태양전지는 기존 페로브스카이트 단일 박막 구조의 광 흡수체보다 더 오랜 시간 성능을 유지할 수 있었다.

 

이번 연구결과는 "ACS 어플라이드머티리얼즈 앤 인터페이스"에 발표됐다.

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