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 < News > 가톨릭대학교 안병관 교수 공동연구팀, 차세대 태양전지 효율·수명 성능 향상 소재 개발 ​

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 신개념 소재로 페로브스카이트 태양전지 광전 변환 효율 24%까지 향상 2달간 고온·고습 조건에서 초기 효율 91% 이상 유지 

 화학과 안병관 교수와 서울대 재료공학부 박수영 교수로 구성된 공동 연구팀이 차세대 태양전지인 페로브스카이트 태양전지의 효율과 수명을 동시에 높이는 세계 최고 수준의 정공전달 소재를 개발했다. 페로브스카이트 태양전지는 높은 광전 변환 효율로 기존의 실리콘 태양전지를 대체할 수 있는 가장 유력한 차세대 태양전지로 주목받고 있다.  그러나 핵심소재인 페로브스카이트가 열과 수분에 취약해 태양전지 소자의 수명을 단축한다는 치명적인 단점으로 그동안 상용화가 어려웠다. 가톨릭대 안병관 공동 연구팀은 페로브스카이트 태양전지의 정공전달 소재를 새롭게 설계·개발해 높은 광전 변환 효율과 장기 안정성을 동시에 갖춘 페로브스카이트 태양전지 개발에 성공했다. 이번에 개발한 인돌로인돌(IDID) 정공전달 소재는 기존에 널리 활용되던 아릴아민(AA) 유도체 정공전달 소재보다 전하이동도·분자 간 상호작용·분자 배열·소수성 특성 등에서 모두 강점을 보여 태양전지 소자에 적용했을 때 24% 이상의 높은 광전 변환 효율을 보였다. 특히 인돌로인돌 정공전달 소재를 사용한 페로브스카이트 태양전지는 2달 이상 고온(85도) 및 습한 조건(85% 상대 습도)에서도 초기 광전 변환 효율을 각각 91%, 93% 이상 유지했다. 

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 ​신개념 소재로 페로브스카이트 태양전지의 광전 변환 효율 24%까지 높이며 2달간 고온/고습 조건에서 초기 효율 91% 이상 유지 재료과학 분야 세계 권위의 학술지 '어드밴스드 에너지 머터리얼즈' 7월호에 연구 성과 게재 

 가톨릭대 화학과 안병관 교수와 서울대 재료공학부 박수영 교수로 구성된 공동 연구팀이 차세대 태양전지인 페로브스카이트 태양전지의 효율과 수명을 동시에 높이는 세계 최고 수준의 정공전달 소재를 개발했다. 페로브스카이트 태양전지는 높은 광전 변환 효율로 기존의 실리콘 태양전지를 대체할 수 있는 가장 유력한 차세대 태양전지로 주목받고 있다. 하지만 핵심소재인 페로브스카이트가 열과 수분에 취약해 태양전지 소자의 수명을 단축한다는 치명적인 단점으로 그동안 상용화가 어려웠다. 가톨릭대 안병관 공동 연구팀은 페로브스카이트 태양전지의 정공전달 소재를 새롭게 설계/개발해 높은 광전 변환 효율과 장기 안정성을 동시에 갖춘 페로브스카이트 태양전지 개발에 성공했다. 이번에 개발한 인돌로인돌(IDID) 정공전달 소재는 기존에 널리 활용되던 아릴아민(AA) 유도체 정공전달 소재보다 전하이동도/분자 간 상호작용/분자 배열/소수성 특성 등에서 모두 강점을 보여 태양전지 소자에 적용했을 때 24% 이상의 높은 광전 변환 효율을 보였다. 특히 인돌로인돌 정공전달 소재를 사용한 페로브스카이트 태양전지는 2달 이상 고온(85도) 및 습한 조건(85% 상대 습도)에서도 초기 광전 변환 효율을 각각 91%, 93% 이상 유지했다. 이는 지난 5년간 소개된 20% 이상의 광전 변환 효율을 가진 n-i-p 계열의 페로브스카이트 태양전지 중 가장 우수한 성능이다. 이번 연구 성과는 한국연구재단 글로벌프론티어 멀티스케일에너지시스템 연구사업의 지원으로 진행됐으며, 재료과학 분야의 세계적 권위지인 '어드밴스드 에너지 머터리얼즈(Advanced Energy Materials, IF 27.8(Clarivate Analytics, 2023))'의 7월호에 게재됐다. 가톨릭대 화학과 안병관 교수는 "세계 각국에서 광전 변환 효율을 높이는 동시에 장기 안정성을 갖춘 페로브스카이트 태양전지 개발을 위해 다양한 시도를 진행하고 있다”며 "이번에 개발한 페로브스카이트 태양전지용 정공전달 신소재인 인돌로인돌이 페로브스카이트 태양전지의 상용화를 앞당기는데 새로운 길잡이 역할을 할 것으로 기대 된다”고 말했다. 

 출처 : 베리타스알파 ( http://www.veritas-a.com/news/articleView.html?idxno=466317 ) 

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 가톨릭대학교는 최근 안병관 화학과 교수가 박수영 서울대학교 재료공학부 교수와 함께 차세대 태양전지인 페로브스카이트 태양전지의 효율과 수명을 향상할 수 있는 정공전달 소재를 개발했다고 24일 밝혔다. 페로브스카이트 태양전지는 높은 광전 변환 효율로 기존의 실리콘 태양전지를 대체할 수 있는 유력한 차세대 태양전지다. 하지만 핵심소재인 페로브스카이트가 열과 수분에 취약해 태양전지 소자의 수명을 단축한다는 치명적인 한계가 있었다. 안 교수와 박 교수 공동 연구팀은 페로브스카이트 태양전지의 정공전달 소재를 새롭게 설계·개발해 높은 광전 변환 효율과 장기 안정성을 확보했다.  이들이 개발한 인돌로인돌(IDID) 정공전달 소재는 지금까지 활용되던 아릴아민(AA) 유도체 정공전달 소재보다 전하이동도와 분자 간 상호작용은 물론 분자 배열, 소수성 등에서 모두 강점을 보인다. 태양전지에 적용했을 때 24% 이상의 높은 광전 변환 효율을 보였다. 특히 IDID 정공전달 소재를 사용한 페로브스카이트 태양전지는 2달 이상 고온(85도) 및 습한 조건(85% 상대 습도)에서도 초기 광전 변환 효율을 각각 91%, 93% 이상 유지했다. 이는 지난 5년간 소개된 20% 이상의 광전 변환 효율을 가진 n-i-p 계열의 페로브스카이트 태양전지 중 가장 우수한 성능이다. 안 교수는 "광전 변환 효율을 높이는 동시에 장기 안정성을 갖춘 페로브스카이트 태양전지를 개발하기 위해 다양하게 시도하고 있다"며 "이번에 개발한 IDID 페로브스카이트 태양전지의 상용화를 앞당기기 위해 최선을 다할 것"이라고 말했다. 한편 이번 연구는 한국연구재단 글로벌프론티어 멀티스케일에너지시스템 연구사업의 지원을 받아 수행됐다. 연구 결과는 재료과학 분야 학술지 '어드밴스드 에너지 머터리얼즈'(Advanced Energy Materials, IF=27.8) 7월호에 게재됐다. 

 출처 : 머니투데이 ( https://news.mt.co.kr/mtview.php?no=2023072413185897437 ) 

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