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페로브스카이트 태양전지 상온 재활용 공정 개발

(대전ㆍ충남=뉴스1) 김태진 기자 | 2016-06-14 12:00 송고
극성 비양자성 용매를 이용한 페로브스카이트 태양전지 재활용 과정 및 효과© News1


국내 연구진이 수명이 다한 페로브스카이트 태양전지 소자를 안전하고 효율적으로 상온에서 재활용하는 공정을 개발했다.

한국연구재단은 성균관대학교 정현석 교수팀이 납이 함유된 페로브스카이트 광 흡수층을 쉽게 제거하고, 소자의 투명 전도성 기판 및 금속 전극을 효율적으로 재활용하는 공정을 개발했다고 14일 밝혔다.

페로브스카이트 태양전지는 광 흡수층이 높은 빛 흡광도를 가지고 있어 500nm 이하의 두께에서도 박막 실리콘 태양전지를 뛰어넘는 광전변환효율을 나타낸다.

그러나 수명이 다한 페로브스카이트 태양전지는 폐기하는 과정에서 광 흡수층에 함유된 납(Pb) 성분으로 인해 인체와 환경에 나쁜 영향을 미칠 우려가 있다.

또 페로브스카이트를 구성하는 투명 전도층, 전자 이동층, 금속 전극은 실리콘 태양전지에 비해 값이 비싼 소재이기 때문에 보급에 어려움을 있다.

연구팀은 극성 비양자성 용매를 이용, 광 흡수층에 함유된 납을 안전하게 99.99% 이상 제거했다.

이를 통해 페로브스카이트 태양전지를 극성 비양자성 용매에 넣으면 수 초 내에 재사용 가능한 태양전지 기판과 금속 전극이 분리됨을 확인했다.

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

연구팀은 또 세척 공정을 거쳐 광 흡수층이 제거된 투명 전도성 기판을 재활용 할 수 있다는 것을 밝혀냈다.

정 교수는 “용매를 통한 상온에서의 간단한 세척 공정을 이용헤 페로브스카이트 태양전지의 환경적인 문제를 해결하고, 경제성을 높일 수 있는 새로운 방안을 제시했다”고 말했다.

이번 연구 결과는 국제적으로 권위 있는 과학 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature communications)’ 지난달 23일자에 게재됐다.




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