석상일 특훈 교수(왼쪽부터), 김종범 연구원, 신나혜 연구원. 사진제공=UNIST 고효율 태양전지에 사용하는 원료를 그대로 사용해도 재료를 쌓는 순서가 바뀌면 발전 효율이 크게 떨어지는 원인을 국내 연구진이 밝혀냈다. 태양전지 맨 아래 깔리는 재료에 따라 빛을 흡수하는 결정이 다르게 자라는 것이 이유였다. 연구진은 원료 배합을 바닥 재료에 맞게 조절해 효율을 26.3%까지 끌어올렸다. 울산과학기술원(UNIST)은 에너지화학공학과 석상일 특훈교수팀이 고효율 페로브스카이트 태양전지의 원료를 구조가 다른 전지에 적용했을 때 성능이 떨어지는 원인을 규명하고 이를 해결할 원료 배합법을 개발했다고 5일 밝혔다. 페로브스카이트 태양전지는 빛을 흡수하는 페로브스카이트층과 전기를 이동시키는 기능성 물질을 층층이 쌓아 만든다. 용액을 바르고 굳히는 방식이어서 기존 실리콘 태양전지보다 얇고 가볍게 만들 수 있다 바다이야기 꽁머니 . 기능성 재료를 쌓는 순서에 따라 ‘정구조’와 ‘역구조’로 나뉜다. 문제는 정구조에서 26%가 넘는 효율을 낸 원료 배합을 역구조에 그대로 적용하면 평균 효율이 18%, 최고 효율도 21% 수준에 그친다는 。이었다. 같은 원료를 썼는데 층을 쌓는 순서가 달라졌다는 이유만으로 성능이 주저앉은 것이다. 연구팀은 원인을 페로브스카이트층 아래 깔리는 바닥 재료에서 찾았다. 정구조의 바닥 재료는 원료 용액이 잘 퍼지는 반면 역구조 바닥에 쓰이는 유기막은 용액이 잘 퍼지지 않는다. 이 때문에 결정 성장을 돕는 첨가제인 염화메틸암모늄(MACl)이 역구조에서는 제때 빠져나가지 못하고 바닥 부근에 오래 남았다. 그 결과 페로브스카이트층과 바닥 재료가 맞닿는 면에 빈틈과 균열이 생겼고, 이 지。에서 전하가 새어 나가며 효율이 떨어졌다 모바일 바다이야기게임연타 . 연구팀은 MACl 함량을 줄이는 대신 염화납을 넣었다. 염화납이 바닥 부근에 머물면서 결정이 만들어지는 시.과 위치를 고르게 조절하도록 한 것이다. 새 배합을 적용하자 바닥의 빈틈과 균열이 사라졌다. 최고 효율은 26.3%, 전기를 실제로 뽑아내는 비율을 뜻하는 충전율(FF)은 86.8%까지 올랐다. 외부 공기를 차단하는 봉지 처리를 한 전지는 상온에서 1만 시간 보관한 뒤에도 초기 효율의 97.4%를 유지했다. 역구조 페로브스카이트 전지는 실리콘 태양전지 위에 페로브스카이트 전지를 얹는 탠덤 태양전지의 상부 전지로 주로 쓰인다. 빛과 전기의 손실이 적어 탠덤 태양전지 효율을 끌어올리는 핵심 기술로 꼽힌다. 석 교수는 “정구조용 원료 배합이 역구조에서 성능이 떨어지는 근본 원인을 찾아냈다”며 “고효율 역구조 태양전지의 설계 방향을 제시했다는 데 의미가 있다”고 말했다. 충전율(FF)은