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'페로브스카이트 태양전지'통합검색 결과 입니다. (7건)

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유니테스트, 실내 조명으로 전기 생산하는 모듈 'BIXPO 2024'서 공개

유니테스트는 지난달 'KADEX(국제방위산업전시회)'에서 선보인 다양한 색상의 페로브스카이트 태양광 모듈이 군용 제품으로 큰 인기를 끌었다고 8일 밝혔다. 페로브스카이트 태양전지는 기존 실리콘 태양전지와 달리 색상 구현이 자유로워 위장무늬와 같은 디자인 적용이 가능하다. 이달 BIXPO 2024에서는 실내에서 작동 가능한 '인도어(Indoor) 페로브스카이트 태양 전지'를 선보였다. 실내 조명만으로 전기 생산이 가능해, 태양광으로만 발전 가능한 기존 태양광의 한계를 넘어선 혁신적 솔루션으로 평가받고 있다. BIXPO는 전력 및 에너지 분야의 신기술을 공개하고 관련 제품을 전시하는 행사로, 올해는 '에너지 미래로 향하는 여정'이라는 주제로 이달 6일부터 8일까지 개최됐다. BIXPO 2024 참가한 유니테스트는 에너지하베스팅 전문업체 비티텔레콤과 함께 온도 센서용 BLE 모듈과 수위센서용 BLE 모듈을 선보였으며, Indoor 페로브스카이트 태양전지를 적용해 실내 저조도에서도 정상 작동하는 모습을 보였다. 기존 실리콘 태양전지가 실내에서는 발전 효율이 낮아 사용에 제약이 있었던 반면, 유니테스트의 태양전지는 저조도 환경에서도 높은 효율을 보이며 일회용 배터리를 대체 할 수 있는 가능성을 보였다. 최근 IoT 업계에서는 'Ambient IoT'가 부상하며, 주변 환경의 에너지를 활용해 배터리 없 이 작동하는 IoT 기기 개발이 중요해지고 있다. 유럽과 미국에서는 일회용 배터리 사용을 줄이는 정책을 적극 추진 중이다. 이러한 흐름 속에서 실내 조명으로 작동하는 저조도 태양전지의 수요는 급증할 것으로 보인다. 유니테스트는 "페로브스카이트 태양전지는 일회용 배터리 사용을 줄이는 친환경적 대안으로 떠오르고 있다"며 "향후 IoT 및 휴대용 전자기기 시장에서 중요한 역할을 할 것으로 기대된다"고 말했다.

2024.11.08 11:42장경윤

중국, 페로브스카이트·실리콘 태양전지 광전변환효율 32.5%…"경이적"

중국 연구진이 텐덤형(두가지 제조방식을 결합합 형태)으로 제작한 페로브스카이트/결정질 실리콘 스택 태양전지의 광전변환효율 32.5%를 기록했다. 마의 벽으로 알려진 페로브스카이트 이론적 변환효율 31%를 뛰어넘는 결과물이다. 국내에서는 한국에너지기술연구원이 지난 2월 주성엔지니어링(주)과 독일 율리히 연구소 공동으로 제작한 양면수광형 탠덤 태양전지 4단자형이 광전변환효율 31.5%를 달성한 바 있다. 또 지난 3월엔 UNIST가 페로브스카이트 태양전지 효율 23.74%를 기록했다. 지난 3일 중국 과학기술일보 등 외신의 국제학술지 사이언스 인용 보도에 따르면 베이징공업대학 등 BIT 첨단 학제 공동 연구팀이 장시간 안정성을 나타내는 페로브스카이트와 결정질 실리콘 적층셀을 결합한 텐덤형 태양전지를 개발, 세계 최고 수준의 광전변환효율을 기록했다. 현재 가장 일반적인 태양전지는 결정질 실리콘 전지다. 이 전지 광전변환효율은 대략 26%다. 이번에 베이징공업대 공동 연구팀이 개발한 태양전지는 페로브스카이트와 결정질 실리콘을 적층한 템덤형으로 제조됐다. 연구팀은 "페로브스카이트 필름이 불균일하고 결정 품질이 좋지 않은 등의 문제가 자주 발생했다"며 "이 문제가 완제품 결함으로 이어져 광전 변환율과 수명에 영향을 미쳤다"고 언급했다. 통상 텐덤 배터리를 만들기 위해서는 먼저 페로브스카이트 전구체 액체층을 결정질 실리콘 셀 위에 도금한뒤 최종적으로 넓은 밴드갭의 페로브스카이트 필름으로 '성장'시키는데, 이 때 페로브스카이트의 재료 다양성과 복잡한 결정상으로 인해 균일성 확보가 어렵다는 것이다. 연구팀은 전구체 용액에 장쇄 알킬아민(long-chain alkylamine, 유기화합물의 일종)을 첨가하는 방법으로 고품질 결정핵 성장에 성공했다. 또 저품질 결정핵 '성장'은 억제하는 방법을 찾아 균일한 고품질 와이드 밴드갭을 만들어냈다. BIT 재료과학 및 공학부 첸이화 조교수는 "1㎠와 25㎠의 페로브스카이트/결정질 실리콘 적층 셀을 각각 만들어 광전 변환 효율 32.5%를 달성했다"며 이들 2개의 전지는 기존의 결정질 실리콘 태양전지보다 평균 29.4% 더 우수하다"고 소개했다.

2024.08.04 12:08박희범

고체 페로브스카이트 '대부' 박남규 성균관대 교수…"난관이 되레 연구동력"

"지속적인 연구와 난관이 새로운 기술을 만들어내는 연구동력이었습니다." 과학기술정보통신부와 한국과학기술단체총연합회의 '2024 대한민국최고과학기술인상'을 수상한 박남규 성균관대 교수는 "과학은 미지의 세계를 탐험하는 모험가와도 같다"며 수상 소감을 대신했다. 박 교수는 "1997년 미국 국립재생에너지연구원(NREL) 박사후연구원 때부터 지금까지 태양전지 한 분야만 연구했다"며 "그래서 연구전문성을 키웠고, 여기에 호기심과 목표가 더해져 새로운 기술을 만들어냈다"고 말했다. 박 교수는 고체형 페로브스카이트 태양전지를 세계 처음 개발했다. 이 분야 대부로 불린다. 관련 논문은 발표이후 현재까지 8,300회 이상 인용됐다. 이로인한 후속연구가 활발히 진행되면서 박 교수 연구결과가 '페로브스카이트 포토볼타익스'라는 새로운 학문 을 개척하는 데 결정적인 기여를 했다. "처음엔 염료감응 태양전지에 관심을 가졌습니다. 하지만, 에너지변환효율이 4%밖에 안나왔습니다. 경제성이 있으려면 10%는 되야 하는데 말이죠." 박 교수는 "2009년 성균관대에 부임하면서 고체 염료감응 태양전지 개발 과제를 제안했는데, 에너지변환효율 목표를 12%로 정했다"며 "과제 2차년도에 깨달은 것이 기존 방법으로는 답이 안나왔고, 그래서 새로운 방법을 찾은 것이었다"고 말했다. 박 교수가 고체 페로브스카이트를 개발하게 된 동기다. 그의 지론대로 난관을 새로운 아이디어로 돌파했다. "2012년 결국 에너지변환효율 9.7%를 달성했지요. 목표는 미달했지만, 세계적인 반향이 컸습니다." 박 교수는 향후 계획에 대해 "사회가, 소비자가 요구하는 성능에 부합되는 플랫폼 물질을 개발하고 싶다"고 덧붙였다. "태양전지에 사용하면 지금까지 알려진 것 보다 더 우수한 효율이 가능하고, 디스플레이에 사용되면 지금까지 알려진 물질 보다 더 선명하고 밝은 성능이 가능하고, 엑스레이에 사용되면 매우 낮은 엑스레이 도스에도 선명한 이미지가 가능한 그런 물질을 개발하고 싶습니다." 과기정통부는 오는 10일 한국과학기술회관에서 개최하는 '제2회 세계 한인 과학기술인대회' 개회식에서 대통령 상장과 함께 상금 3억원을 수여한다. 한편 대한민국최고과학기술인상은 지난 2003년 시상이래 지난해까지 총 46명이 받았다.

2024.07.07 23:07박희범

유니테스트, '페로브스카이트' 양산 장비 반입식…하반기 상용화 목표

유니테스트가 국내 최초로 페로브스카이트 양산을 위한 장비를 평택사업장에 반입하며 하반기 양산을 위한 준비에 나선다. 유니테스트는 최근 평택사업장에서 주요 경영진들과 협력사 관계자들이 참석한 가운데 '3세대 태양전지 양산 설비 반입식' 행사를 열었다고 23일 밝혔다. 유니테스트는 하반기 페로브스카이트 양산 수주에 대응하기 위해 오는 7월말까지 장비를 반입하고, 본격적인 설비 셋업(Setup)에 돌입해 하반기중으로 이를 완료할 계획이다. 유니테스트 관계자는 “이날 반입식은 페로브스카이트 양산에 시동을 걸었다는 의미” 라며 “올 하반기부터 단계별 시·가동을 거쳐 본격적인 제품 생산에 돌입할 예정”이라고 말했다. 한편 유니테스트는 한국화학연구원과 페로브스카이트 태양전지 대면적 셀 생산기술을 공동으로 개발해, 중국이 보유한 기록을 경신한 대면적 셀 20.6%의 국제 공인인증 효율을 달성했다. 내구성도 1-sun 1,500시간 기준 초기 광전환 효율대비 90% 이상의 수준을 확보하여 옥외에서 장기 평가 중이며 현재까지 양호한 특성을 보이고 있다. 유니테스트는 효율 및 내구성 등 성능을 고도화하는 연구개발과 함께 응용분야도 넓히고 있다. 올해 1월 미국 라스베가스에서 열린 CES 2024에서는 유수의 자동차기업과 자동차에 파노라마 솔라루프를 장착하여 전시했다. 같은 달 미국 뉴욕 NRF 2024(National Retail Federation)에서도 실내 ESL 제품용 태양전지를 선보였다. 유니테스트는 이번에 도입된 양산설비를 활용해 태양전지 시장에 본격적인 상용화를 시작할 것으로 예상된다. 올해 저조도 실내 IoT 제품용 태양전지 양산을 시작으로 유리창호, BIPV 및 자동차 솔라루프 등에 적용가능한 투명한 태양전지의 시제품을 내년까지 확보할 계획이다.

2024.05.23 13:30장경윤

화학연·유니테스트, 올해 말 페로브스카이트 태양전지 국내 첫 양산

차세대 태양전지로 주목받는 '페로브스카이트 태양전지'가 올해 말 양산에 들어간다. 국내에서는 처음이다. 한국화학연구원(원장 이영국)과 (주)유니테스트(대표 김종현)는 페로브스카이트 태양전지 대면적 셀(200㎠ 이상)로 세계 최고 효율 20.6%를 달성했다고 21일 밝혔다. 이는 그동안 이 분야에서 중국이 보유한 세계 최고 효율 타이틀 19.2%를 0.8% 넘어선 수치다. 연구 책임자인 화학연 화학소재본부 전남중 책임연구원은 "이 수치는 이 분야 20%라는 마의 벽을 깬 것으로 봐도 된다"며 "이 기술을 바탕으로 유니테스트를 통해 상용화를 추진한다"고 말했다. 전 책임연구원은 "독일 국제 공인 인증 기관인 '프라운호퍼'로부터 세계 최고 효율을 인증 받았다"며 "곧 미국재생에너지연구소(NREL) '태양전지 최고효율 차트'에도 등재될 예정"이라고 덧붙였다. 페로브스카이트 태양전지가 차세대 태양전지로 주목받는 이유는 기판 위에 용액을 코팅하는 방법으로 비교적 쉽고 저렴하게 대량생산이 가능하기 때문이다. 현재 이 전지 효율을 높여 상용화하기 위한 기술 개발 경쟁이 우리 나라를 포함해 중동과 중국 등에서 치열하다. 그러나 대면적 셀의 이론적 한계로 알려진 효율 27%를 넘어서기 위해서는 소재 최적화 및 코팅 균일화, 그리고 레이저 공정 최적화가 필수지만, 이 과정이 쉽지 않다. 화학연 연구팀은 현재 상용화 지원을 위해 옥외 실증 테스트를 진행 중이다. 공동개발 기관인 유니테스트는 우선 올해 말까지 실내용 페로브스카이트 태양전지 양산 제품을 출시할 계획으로, 현재 제조 설비를 구축 중이다. 유니테스트는 기존에 추진하던 유리창호형과 함께 국내 자동차 생산업체와 공동 개발한 반투명 페로브스카이트 태양전지를 파노라믹 솔라루프에 장착하는 방안도 추진한다. 유니테스트 김성환 전무는 "그동안 국내에서는 페로브스카이트 태양전지 양산이 이루어지지 않았었다"며 "연말 양산 결과를 보고 내년 생산 물량을 결정할 것"이라고 말했다.

2024.05.21 15:48박희범

화학연, 차세대 태양전지 상용화 기술 이전… "400조 시장 잡는다"

연 400조 원 대로 성장중인 태양광 산업에 국내 연구진이 차세대 태양전지 기술로 도전장을 내밀었다. 한국화학연구원(원장 이영국)은 3일 (주)셀코스(대표 백우성)와 100억 원 규모의 페로브스카이트 태양전지 대량생산 기술 이전 계약을 체결했다. 이번에 이전한 기술은 김범수·전남중 박사 연구팀이 개발한 고품질 페로브스카이트 박막 제조 기술이다. OLED 양산에 활용되고 있는 건식 진공증착 공정으로 개발했다. 페로브스카이트 태양전지는 효율이 뛰어나 차세대 태양광 소재로 주목받는다. 이 시장 규모도 오는 2026년까지 400조 원대로 성장할 전망이다. 현재 중국 실리콘 태양전지 밸류체인이 이 시장을 독점했다. 이에 국내 연구진이 페로브스카이트 태양전지 신제조 기술로 이 시장 점령에 나섰다. 연구팀은 페로브스카이트 태양전지의 단점을 극복하기 위해 제조하기 쉬운 습식 공정을 포기하고, 대신 200㎠이상의 대면적 제조에 유리한 건식 공정에 도전했다. 품질 재현성과 공정 안정성이 떨어지는 문제는 실제 기판(substrate)에 성막되는 박막의 분자 비율을 정확히 모니터링하고 제어하는 기술을 개발해 적용했다. 건식 진공 증착에 쓰이는 파우더 소재도 새로 개발했다. 김범수 선임연구원은 "건식용 소재 및 소자 성능만 확보 된다면 대면적화 및 양산화가 용이할 것으로 본다"며 "습식 상용화를 2~3년 후로 볼 경우 건식은 그 이후 2~3년이 더 걸릴 것"으로 예상했다.

2024.05.03 14:51박희범

에너지연, 세계 최고 효율 차세대 태양전지 개발

국내 연구진이 반투명 페로브스카이트 태양전지로 세계 최고 효율을 달성했다. 한국에너지기술연구원(이하 '에너지연') 태양광연구단(연구책임자 안세진 박사)은 건물 창문이나 탠덤 태양전지에 적용할 수 있는 반투명 페로브스카이트 태양전지의 안정성과 효율을 크게 개선하는데 성공했다고 21일 밝혔다. 이 태양전지 효율은 세계 최고 수준인 21.68%를 기록했다. 240시간 이상의 작동에도 초기 효율 대비 99% 이상의 효율을 유지 한다는 것이 연구진의 설명이다. 탠덤 태양전지는 실리콘 태양전지에 산화광물의 일종인 페로브스카이트를 결합한 복합전지다. 수분이나 열에 강한 장점이 있다. 안세진 박사는 “한화큐셀이 탠덤 전지를 오는 2026년까지 상용화할 계획으로 알고 있다”며 “지금은 축구의 전반전에 해당하지만, 우리도 그 때까지는 어느 정도 기술 개발이 마무리될 것으로 예상한다”고 말했다. 연구진은 반투명 페로브스카이트 태양전지 제작에서 발생하는 전하 이동성과 안정성 저하의 원인을 규명하기 위해 전기광학적 분석과 원자단위 계산과학을 활용했다. 연구진은 태양전지에 빛을 비출 때 고에너지 입자가 발생해 전하의 일종인 정공의 수송층 효율을 떨어뜨리는 문제를 해결하고, 원리도 규명했다. 특히, 전기 전도도 향상을 위해 전지에 첨가하는 리튬이온이 리튬산화물(LixOy)로 변환되면서 되레 이 산화물이 리튬이온 확산을 차단시켜 소자 안정성을 높이는 것을 확인했다. 연구진은 이를 통해 투명전극을 사용하는 페로브스카이트 태양전지 중 세계 최고 효율인 21.68%를 달성했다. 또 400시간의 장기 보관 조건과 240시간 이상의 작동 환경에서도 모두 초기 효율 대비 99% 이상의 효율을 유지하는 것도 확인했다. 또 이 기술을 이용해 후면의 빛도 활용하는 양면수광형 탠덤 태양전지를 국내 최초로 제작했다. 이 전지 제작에는 주성엔지니어링과 독일 율리히 연구소도 일부 지원했다. 안세진 박사는 “양면수광형 전지에서는 전지 후면에서 들어오는 빛이 표준 태양광의 20%인 조건에서 4단자형 31.5%, 2단자형 26.4%의 높은 기대효율을 달성했다”고 설명했다. 안 박사는 이어 “이번에 개발된 전지의 활용성이 크게 확대될 것으로 기대한다”고 덧붙였다. 이 연구결과는 에너지·재료분야 학술지 어드밴스드 에너지 머티리얼즈'(Advanced Energy Materials / IF 27.8) 표지논문(Outside Front Cover)으로 게재됐다.

2024.02.21 15:58박희범

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