태양전지, 옷처럼 입는다

전용석 박사팀, 섬유형 태양전지 개발

옷처럼 입을 수 있는 태양전지가 개발됐다.

전용석 건국대학교 공과대학 융합신소재공학과 교수 연구팀은 옷처럼 자유롭게 몸에 착용할 수 있는 섬유형 페로브스카이트(Perovskite) 태양전지와 메탈 유연기판의 페로브스카이트 태양전지를 개발했다고 10일 밝혔다.

섬유형 차세대 페로브스카이트 태양전지 연구에서 전용석 교수 연구팀은 기존 섬유형 태양전지의 문제점으로 불리던 단락적인 이산화 티타늄 치밀층과 불균일한 다공성 이산화 티타늄 코팅 문제를 해결하기 위해 양극산화 방법을 활용한 이산화 티타늄 딤플(Dimple) 나노 구조를 개발하고 이를 적용했다.

이를 통해 연속적인 이산화 티타늄 치밀층을 형성하고 다공성 이산화 티타늄 코팅을 균일하게 유지시키며, 소결 시 구조 유지와 소자의 복원력 향상 등 다양한 효과를 얻었다는 게 전 교수 연구팀의 설명이다.

전 교수 연구팀은 또 실버 나노와이어를 전극으로 활용함으로써 섬유형 태양전지에서 가장 큰 걸림돌이 될 수 있는 투명전극문제에 대한 해결 방안도 제시했다.

건국대 연구팀은 또 메탈 유연기판 플렉서블 페로브스카이트 태양전지 연구에서 기존 고분자 기반의 기판을 대체한 메탈 유연기판을 적용, 플렉서블 페로브스카이트 태양전지를 개발했다.

특히 이번 연구에서 연구팀은 높은 빛 투과도를 지닌 인듐주석산화물(ITO)을 활용해 금속전극을 대신했다. 또 ITO가 지닌 취성 문제를 해결하기 위해 은을 ITO기판에 주입했고, 이는 ITO에 내구성을 부과, 높은 전도성을 지닌 휘어지는 투명 전극 기판으로서 사용할 수 있게 했다.

전용석 교수는 “용액 공정이 가능하고, 풍부한 자원과 함께 고효율을 내는 페로브스카이트 물질은 차세대 태양전지 물질로써 많은 연구가 진행되고 있는 물질”이라며 “이 연구는 ITO를 금속 대체 전극으로 사용할 수 있다는 가능성을 보여줬으며, ITO기판에 은을 얇게 도포해 ITO의 취성 문제 해결 방안을 제시함으로써 향후 플렉서블 태양전지 소자연구에 많은 도움이 될 것으로 기대된다”고 말했다.
작성 : 2015년 11월 10일(화) 15:23
게시 : 2015년 11월 11일(수) 11:23

윤대원 기자 ydw@electimes.com