충북대, 차세대 태양전지 수명 늘릴 저온 다층 봉지막 개발

[아이뉴스24 이용민 기자] 충북대학교(총장 직무대리 박유식) 반도체공학부 권정현 교수 연구팀이 수분·산소·자외선을 효과적으로 차단하는 페로브스카이트 태양전지용 저온 다층 박막 봉지막 기술을 개발했다.

15일 충북대에 따르면 고려대학교 민한울 교수 연구팀과 공동 진행한 이 연구에는 반도체공학부 안현성 석사과정 학생이 제1저자로 참여했다.

연구팀은 Parylene-C 유기막과 Al₂O₃/TiO₂ 나노라미네이트 무기막을 결합한 다층 구조를 40도 이하 저온 공정으로 구현해 태양전지의 환경 안정성과 내구성을 높였다.

연구 결과 개발한 봉지막은 10⁻⁶ g·m⁻²·day⁻¹ 수준의 낮은 수분 투과율을 보였으며, 봉지 공정 이후에도 25% 이상의 전력변환효율을 나타냈다.

25도, 상대습도 85% 조건에서 600시간 보관 후에도 초기 효율의 약 96%를 유지했다.

연구팀은 자외선 선택 차단 기능을 갖춘 분산 브래그 반사경(DBR) 구조도 적용해 400nm 이하 자외선 투과율을 3% 미만으로 낮추고 가시광선 투과율은 90% 이상 확보했다.

이 기술은 웨어러블 태양전지와 차량용 태양광 모듈, 실외형 차세대 광전소자 등 다양한 응용 분야에 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

권정현 충북대 교수는 “고효율 페로브스카이트 태양전지의 환경적 취약성을 해결하고 웨어러블·자동차·실외용 태양전지의 실용화 가능성을 높인 성과”라고 소개했다.

이번 연구 결과는 화학공학 및 에너지·소재 분야 국제 학술지 Chemical Engineering Journal에 실렸다.