전북대학교 한윤봉 교수팀(공대 화학공학부 사진)이 그래핀-은/페로브스카이트 나노 복합소재를 이용해 안정성이 우수한 태양전지를 개발해 세계 학계의 주목을 받고 있다. 이번 연구 결과는 에너지 분야 세계적 학술지인 ‘ACS Energy Letters’ 최신호 온라인 판에 게재됐다.
한 교수팀은 페로브스카이트 태양전지의 실용화를 위한 안정성 문제를 해결하기 위해 산화니켈(NiO)-페로브스카이트 나노복합소재와 계면공학 기술을 적용해 대기 중에서 제조한 페로브스카이트 태양전지의 수명을 획기적으로 향상시킬 수 있다는 논문을 3편 발표한 바 있다.

‘페로브스카이트 태양전지’는 높은 광 흡수율, 큰 전하 확산계수, 우수한 전하이동 능력 등으로 인해 발전효율이 높으며, 저가로 대량생산이 가능하기 때문에 전 세계적으로 실용화를 연구가 경쟁적으로 진행되고 있는 차세대 태양전지다.
그러나 공기에 장기간 노출되었을 때 광학적, 열적 불안정성과 이온들의 이동과 물에 의한 페로브스카이트 물질의 분해로 인해 수명이 현저하게 단축되는 문제점들을 가지고 있다.
한 교수팀은 이러한 불안정성 문제를 종합적으로 해결하기 위해 그래핀에 은(Ag) 나노입자를 담지한 p형 반도체 특성을 갖는 기능성 소재를 만든 후에 그래핀-은/페로브스카이트 복합소재를 제조했다. 그리고 처음으로 이를 페로브스카이트 태양전지 활성층에 적용해 태양전지의 수명과 안정성을 획기적으로 향상시키는 결과를 얻었다.
한편, 이번 연구 결과는 미래창조과학부가 주관하는 BK21플로스 사업과 중견연구자지원사업의 지원을 받아 이뤄졌다.