안녕하세요,
우리나라 페로브스카이트 태양전지, 세계 최고 효율 기록 보유하고 있다고 합니다.
페로브스카이트 태양전지는 낮은 비용으로 제작 가능하고, 우수한 광전기적 특성을 가진 차 세대 태양전지입니다.
석상일 교수는 한국 화학연구원과 울산과학기술원에서 기능성 무유기 하이브리드 재료, 나노구조 무·유기 하이브리드 태양전지 등을 연구해 왔다. 미국 신재생에너지연구소가 발표하는 공식 태양전지 효율을 4번 연속으로 경신하며 세간의 주목을 받았다.
우리나라 경제와 에너지에 큰 도움이 되는 과학자 분들이 앞으로도 다양한 분야에 많이 나와주시길 기대합니다.
태양전지 뜻
빛 에너지가 전기로 바뀌는 현상을 광기전 효과(photovoltaic effect)라고 부르며, 이런 전기기구를 태양 전지, 광기전력 전지(photovoltaic cell) 혹은 간단히 광전지라고 부른다. 태양 전지는 그 광원이 태양이라는 데서 유래하였지만, 인공의 빛으로도 작동하기 때문에 광전지라고 해도 그 의미는 같다. 예전에는 ‘solar battery’라는 말도 쓰였다. 빛을 쪼이면 전류, 전압, 저항과 같은 전기적 특성이 변화하는 기구를 통틀어 광전 기구(photoelectric devices)라고 하는데, 태양 전지는 이런 기구의 하나이다.
태양전지는 어떻게 활용되고 있는가?
우주에서 시작된 태양전지 시장은 지상용으로 꽃을 피우기 시작하여 매년 시장이 급팽창하고 관련 산업도 이미 완전한 궤도에 올라 성장에 성장을 거듭하면서 선도국 간의 기술 경쟁도 매우 치열하게 전개되고 있다. 일본, 독일, 미국 등에서는 대규모 정부 지원에 따른 시장의 확대와 함께 기업과 정부 공동의 체계적인 기술 개발에 힘입어 태양전지 생산량이 매년 비약적으로 늘어나고 있다.
초기의 태양전지는 우주용을 거쳐 전기를 필요로 하는 무인등대나 오지 주민의 응급 시를 대비한 필수용품으로 사용되었으나 점차 라디오나 백신용 저장고의 전원 공급용으로 사용 범위가 확대되기 시작해 현재는 항공, 기상, 통신 분야에까지 사용되고 있다. 또한 연구 개발의 진전과 함께 가로등, 배터리 충전기 등은 물론이고 주택이나 건물의 지붕과 벽체에 기존의 건축 자재를 대신하여 사용되는 등 우리 주변에까지 널리 파급되고 있다. 이미 10MW 이상의 대규모 발전소도 출현하고 있다. 또한 최근에는 태양전지로 구동되는 자동차, 비행기 등도 주목을 받고 있는데, 다음의 표에서 전반적인 활용도를 살펴볼 수 있다. 태양에너지는 우리가 알고 있는 것보다 훨씬 많은 분야에서 활용되고 있는 것이 사실이다.
출처 : [네이버 지식백과]
페로브스카이트
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석상일 울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학부 특훈교수는 페로브스카이트 태양전지 분야 세계적 석학 중 하나이다. 화학과 재료공학을 전공한 연구자인 그는 무기물과 유기물을 융합해 태양전지의 효율을 높이고 가격을 낮춰 상용화를 이뤄내기 위한 방법을 연구해 왔다. ‘노벨상 족집게’로 통하는 글로벌 조사분석 기관인 클래리베이트 애널리틱스는 ‘2020 세계에서 가장 영향력 있는 연구자’에 선정하며 연구 업적을 인정했다.
석 교수는 한국 화학연구원과 울산과학기술원에서 기능성 무유기 하이브리드 재료, 나노구조 무·유기 하이브리드 태양전지 등을 연구해 왔다. 미국 신재생에너지연구소가 발표하는 공식 태양전지 효율을 4번 연속으로 경신하며 세간의 주목을 받았다. 실험실 수준에서 페로브스카이트 태양전지 세계 최고 효율인 25.5%의 기록도 보유했다.
본격적으로 페로브스카이트 태양전지 연구에 돌입한 것은 지난 2011년 말부터다. 2010년 ‘Sb2S3를 이용한 무·유기 하이브리드 태양전지를 국제학술지 ‘나노레터스(Nano Letters)’에 발표하며 무기물과 유기물을 융합한 고효율 태양전지 분야를 개척하면서 쌓은 물질 연구가 기반이 됐다.
석 교수는 “무·유기 하이브리드 태양전지에서 얻은 태양전지 구조와 작동 원리의 이해, 핵심 소재 기술이 페로브스카이트 태양전지 연구의 기반이 됐다”며 “초기 하이브리드 태양전지처럼 전자 전달체, 광 흡수체, 홀 전달체의 다층박막으로 구성된 구조를 활용해 태양전지를 만들었다”라고 설명했다.
태양전지는 효율이 높지만 내구성, 대면적화 등 실제 상용화를 위해 해결해야 할 과제도 존재한다. 석 교수가 현재 수행 중인 연구도 이를 극복하기 위한 연구가 중심이다. 페로브스카이트는 특정 물질 군의 구조를 지칭한다. 페로브스카이트 태양전지에 활용된 물질과 같은 결정 구조를 가진 다양한 물질이 있는 셈이다. 석 교수는 다양한 물질군의 숨겨진 특성을 이해하는 기초 연구와 새로운 분야로의 응용, 페로브스카이트 태양전지의 효율을 계속 선도할 수 있는 기술 개발, 장기 안정성, 대면적화와 같은 상용화를 위한 핵심 이슈와 관련된 연구를 진행하고 있다.
효율 측면에서 페로브스카이트 태양전지가 기존에 시장에서 보급이 활성화된 실리콘 태양전지를 능가할 것이라고 봤다. 실제 활용을 위해선 페로브스카이트 태양전지 개발 초기부터 계속 제기되어 온 장기적 안정성과 납 문제를 해결해야 하지만 여러 주변 기술의 조합으로 조만간 극복 가능할 것이라고 예상했다.
현재 기술 속도로 보면 페로브스카이트 태양전지의 본격적인 활용이 2년 후쯤 가능하다고 분석했다. 기존 태양전지 사업의 강자인 대기업에서 관심을 가진 실리콘·페로브스카트 탠덤 태양전지를 중심으로 빠른 상용화를 이뤄낼 수 있다는 것이다. 한국은 소자 기술 등을 기반으로 세계시장을 선점할 가능성이 크다고 분석했다.
석 교수는 “페로브스카이트 태양전지와 관련해서 소자의 구조와 제조 방법 등에서 한국이 원천 기술을 가지고 있다”며 “앞으로 상용화에 따른 특허 이슈도 거의 없고, 고효율 기술도 한국이 앞서 있다. 관련 연구를 활성화하는데 기여하겠다”라고 했다.
출처 : 이데일리
감사합니다.
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