페로브스카이트 태양전지 소자, 상온에서 재활용한다 국내연구진, “납성분 제거하고 전지 효율 극대화 가능” 수명이 다한 페로브스카이트 태양전지를 폐기하는 과정에서 광 흡수층에 함유된 납(Pb) 성분이 인체와 환경에 나쁜 영향을 미칠 우려가 있으며, 페로브스카이트를 구성하는 투명 전도층, 전자 이동층, 금속 전극은 실리콘 태양전지에 비해 값이 비싼 소재로 이루어져 있어 보급에 어려움이 있는 실정이다.이러한 어려움을 해결하기 위해 국내 연구진이 수명이 다한 페로브스카이트 태양전지 소자를 안전하게 재활용하는 기술을 개발해 화제가 되고 있다.한국연구재단(이사장 정민근)은 미래창조과학부 기초연구실지원사업의 지원을 받은 정현석 교수팀(성균관대학교)이 비양자성 극성 용매를 통해 납이 함유된 페로브스카이트 광 흡수층을 쉽게 제거하고, 소자의 투명 전도성 기판 및 금속 전극을 효율적으로 재활용이 가능함을 밝혔다.페로브스카이트 태양전지를 극성 비양자성 용매에 넣으면, 수 초 이내에 재사용 가능한 태양전지 기판과 금속 전극이 분리됨을 확인했다.이러한 결과는 페로브스카이트 광 흡수층의 뼈대를 형성하는 팔면체의 PbI6의 납(Pb)과 공명 구조를 가진 극성 비양자성 용매 사이 반응에 의한 것이다.또한 위와 같은 세척 공정을 거쳐 광 흡수층이 제거된 투명 전도성 기판을 재활용 할 수 있음을 밝혀냈다.이는 세척된 투명 전도성 기판을 사용하여 태양전지 소자 제작 시 효율이 100% 가까이 유지되는 점에 따른 것으로, 세척 후 광학적·결정학적으로 기판을 분석해 그 특성이 유지됨을 확인했다.정현석 교수는 “용매를 통한 상온에서의 간단한 세척 공정을 이용하여 페로브스카이트 태양전지의 환경적인 문제를 해결하고 경제성을 높일 수 있는 새로운 방안을 제시하였다”며, 연구의 의의를 밝혔다.

페로브스카이트 태양전지 소자, 상온에서 재활용한다

국내연구진, “납성분 제거하고 전지 효율 극대화 가능”

기사입력 2016-06-17 09:40:11

극성 비양자성 용매를 이용한 페로브스카이트 태양전지 재활용 과정 및 효과

[산업일보]
수명이 다한 페로브스카이트 태양전지를 폐기하는 과정에서 광 흡수층에 함유된 납(Pb) 성분이 인체와 환경에 나쁜 영향을 미칠 우려가 있으며, 페로브스카이트를 구성하는 투명 전도층, 전자 이동층, 금속 전극은 실리콘 태양전지에 비해 값이 비싼 소재로 이루어져 있어 보급에 어려움이 있는 실정이다.

이러한 어려움을 해결하기 위해 국내 연구진이 수명이 다한 페로브스카이트 태양전지 소자를 안전하게 재활용하는 기술을 개발해 화제가 되고 있다.

한국연구재단(이사장 정민근)은 미래창조과학부 기초연구실지원사업의 지원을 받은 정현석 교수팀(성균관대학교)이 비양자성 극성 용매를 통해 납이 함유된 페로브스카이트 광 흡수층을 쉽게 제거하고, 소자의 투명 전도성 기판 및 금속 전극을 효율적으로 재활용이 가능함을 밝혔다.

페로브스카이트 태양전지를 극성 비양자성 용매에 넣으면, 수 초 이내에 재사용 가능한 태양전지 기판과 금속 전극이 분리됨을 확인했다.

이러한 결과는 페로브스카이트 광 흡수층의 뼈대를 형성하는 팔면체의 PbI6의 납(Pb)과 공명 구조를 가진 극성 비양자성 용매 사이 반응에 의한 것이다.

또한 위와 같은 세척 공정을 거쳐 광 흡수층이 제거된 투명 전도성 기판을 재활용 할 수 있음을 밝혀냈다.

이는 세척된 투명 전도성 기판을 사용하여 태양전지 소자 제작 시 효율이 100% 가까이 유지되는 점에 따른 것으로, 세척 후 광학적·결정학적으로 기판을 분석해 그 특성이 유지됨을 확인했다.

정현석 교수는 “용매를 통한 상온에서의 간단한 세척 공정을 이용하여 페로브스카이트 태양전지의 환경적인 문제를 해결하고 경제성을 높일 수 있는 새로운 방안을 제시하였다”며, 연구의 의의를 밝혔다.

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김진성 기자 weekendk@kidd.co.kr

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안녕하세요~산업1부 김진성 기자입니다. 스마트공장을 포함한 우리나라 제조업 혁신 3.0을 관심깊게 살펴보고 있으며, 그 외 각종 기계분야와 전시회 산업 등에도 한 번씩 곁눈질하고 있습니다.