UNIST 연구진, 반으로 접어도 효율 유지되는 ‘폴더블’ 태양전지 개발

국내 연구진이 최근 등장한 스마트폰처럼 완전히 접을 수 있는 ‘폴더블’ 차세대 고효율 태양전지로 주목받고 있는 페로브스카이트 태양전지를 개발했다.

울산과학기술원(UNIST) 신소재공학부 연구팀은 태양전지 재료인 페로브스카이트의 고유한 물리적 성질을 분석해 유연성을 극대화하는 태양전지를 설계해 반으로 접을 수 있을 정도로 유연한 페로브스카이트 태양전지를 개발했다고 2일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노분야 국제학술지 ‘나노 레터스’ 최신호(5월 23일)에 실렸다.

페로브스카이트 태양전지는 낮은 생산비용과 높은 광전환 효율 때문에 차세대 태양전지로 주목받고 있다. 페로브스카이트 태양전지는 실리콘 태양전지와 달리 전극이나 기판 소재 변경을 통해 유연화가 가능하지만 지금까지는 종이처럼 말 수 있는 ‘롤러블’ 전지 수준에 그쳤다.

연구팀은 페로브스카이트 박막의 물리적 특성을 정확히 분석하고 단축, 인장실험으로 실제 특성을 측정한 다음 정확한 태양전지 유연성 예측했다. 이와 함께 다른 태양전지들의 물리적 특성도 분석해 유연성을 극대화할 수 있는 태양전지를 설계했다.

페로브스카이트 태양전지의 유연성을 제한하는 금속산화물 투명전극을 초박막 금속 투명전극으로 바꿔 고분자 기판 두께를 15마이크로미터(㎛)까지 줄였다. 이번에 개발한 유연한 페로브스카이트 태양전지는 완전히 반으로 1000번 이상 접었다 폈다한 다음에도 태양전지 광전 변환 효율이 그대로 유지됐다.

김주영 UNIST 교수는 “이번 연구는 다양한 조건의 페로브스카이트 박막의 물성 분석결과를 활용해 유연성을 정확히 예측하고 유연성을 극대화시켰다는데 의미가 크다”라며 “페로브스카이트 태양전지의 유연성이 확보되면서 웨어러블 디바이스로 활용성이 커질 수 있을 것”이라고 말했다.



유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr