페로브스카이트는 육방면체의 특수한 구조를 가진 반도체 물질이다. 이 물질은 차세대 태양전지의 강력한 후보 물질로 꼽힌다. 페로브스카이트로 만들어낸 태양전지는 기존 약 500℃ 고온에서 만들어졌으나 충남대학교 윤순길 교수 연구팀은 페로브스카이트 태양전지를 100℃에서 제작 가능한 무전사 그래핀 전극을 개발했다.

현재 그래핀은 원료를 고온에서 가스 상태로 구리와 같은 금속 박판 위에 흡착시키는 방식으로 만들어지는데 흡착 후 전사공정이 필요하다. 하지만 전사과정에서 그래핀이 기판에 완전히 붙지 않거나 표면에 주름이 생기는 등의 경우에는 전극 특성이 현저히 저하된다.

연구팀은 100℃ 이하에서 탄소를 타이타늄 버퍼층에 흡착하는 방식으로 대면적 그래핀을 성장하는 상이한 방식을 이용했다. 이 방식은 타이타늄 버퍼층이 그래핀의 투명도나 전기적 특성에 영향을 주지 않아 전사과정을 생략할 수 있다.

이렇게 만들어진 태양전지는 기존 그래핀 태양전지에 비해 효율 14.2%, 투명도 26%가 향상되는 성능을 보였다. 전사 공정된 기존 그래핀 태양전지는 500시간 사용 시 20%의 효울 감소가 나타났지만 무전사 그래핀 전극은 약 13% 정도의 감소에 그쳤다.

이번 무전사 그래핀 전극은 고온에서 만들어지던 기존 페로브스카이트 태양전지의 전극보다 안전성과 경제성을 높일 수 있을 것으로 기대된다.

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