장재형 GIST 교수팀, 하이브리드 유연박막태양전지 개발
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장재형 GIST 교수팀, 하이브리드 유연박막태양전지 개발
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  • 승인 2019.12.31 08:00
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페로브스카이트를 이용해 자외선 영역의 태양광을 가시광선으로 변환해 추가적인 전기에너지를 생산하는 CIGS/페로브스카이트 하이브리드 유연박막태양전지 모식도.
페로브스카이트를 이용해 자외선 영역의 태양광을 가시광선으로 변환해 추가적인 전기에너지를 생산하는 CIGS/페로브스카이트 하이브리드 유연박막태양전지 모식도.

국내 연구진이 기존 태양전지에서 효과적으로 사용하지 못했던 자외선 영역의 태양광을 전기에너지로 변환해 하이브리드 유연박막태양전지를 개발했다. 차세대 하이브리드 태양전지 양산에 기여할 것으로 예상된다.

광주과학기술원(GIST·총장 김기선)은 장재형 전기전자컴퓨터공학부 교수팀이 정호중 한국광기술원(원장 신용진) 박사팀과 공동으로 가시광-적외선 태양광만을 사용하는 기존 황셀레늄화구리인듐갈륨(CIGS) 유연박막태양전지에 차세대 형광물질인 페로브스카이트를 적용, 자외선-가시광-적외선 태양광을 모두 전기에너지로 변환할 수 있는 하이브리드 유연박막태양전지 제조기술을 개발했다고 31일 밝혔다.

CIGS 박막태양전지는 비 실리콘 태양전지 가운데에서도 에너지 변환효율이 가장 높고 가벼우며 유연해 차세대 태양전지로서 주목받고 있다. 하지만 기존 CIGS 유연박막태양전지는 자외선 영역을 포함 300~390㎚의 짧은 파장대역의 태양광이 태양전지 상부의 투명전극에서 흡수돼 태양에너지를 전기에너지로 변환하지 못하는 한계가 있었다.

연구팀은 자외선 영역의 빛을 흡수해 가시광 대역의 빛을 발광하는 나노 결정의 페로브스카이트 고효율 형광체를 CIGS 태양전지의 투명전극 층 위에 적용해 가시광 및 적외선 영역뿐만 아니라 자외선 영역까지 포함하는 광대역 태양광을 전기에너지로 변환할 수 있는 CIGS 페로브스카이트 하이브리드 유연박막태양전지를 개발했다. 기존 CIGS 박막태양전지 상부에서 발생하는 자외선 대역의 손실을 해결했을 뿐만 아니라 페로브스카이트의 두께를 조절해 소자 표면에서의 반사를 최소화해 효율을 극대화했다.

장재형 교수는 “고효율 유연 태양전지는 건물일체형 태양전지, 전기자동차, 드론과 같은 다양한 분야에 응용 가능할 것”이라면서 “기존 파장변환 형광체에 비해 제작 공정이 간단하며, 가격 경쟁력 및 광 변환 효율이 우수한 페로브스카이트 응용 연구는 차세대 하이브리드 태양전지 양산화에 큰 역할을 할 것으로 기대한다”고 말했다.

장재형 GIST 교수.
장재형 GIST 교수.

 


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