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DGIST, 투명 고분자 후면전극 적용 양면형 박막 태양전지 개발

대구경북과학기술원(DGIST) 황대규·김대환 에너지환경연구부 연구팀이 투명 고분자 후면전극을 적용한 양면형 안티몬계(Sb₂(S,Se)₃) 박막 태양전지를 개발했다고 2일 밝혔다. 연구팀은 전도성 고분자를 용액 공정으로 적층하고 디메틸설폭사이드(DMSO)를 첨가해 투광성을 유지하면서 전극 저항을 기존보다 약 1만배 낮췄다. 이 전극을 적용한 태양전지의 광전변환효율은 전면 조사 시 8.2%, 후면 조사 시 3.3%로 측정됐다. 안티몬계 전지를 상부, CuInSe₂ 전지를 하부에 배치한 4단자 탠덤 구조에서는 최고 12.32%의 효율을 기록했고, 전·후면에 동시 조사한 조건에서 양면 발전밀도는 18.81mW/㎠로 나타났다. 연구는 DGIST 연구개발 프로그램과 과학기술정보통신부 이노코어 프로그램, 한국연구재단, 한국산업기술진흥원 지원으로 수행됐으며 결과는 'Advanced Materials'에 게재됐다.

11월 2일

수소·연료전지전기신문

UNIST, 외부 전원 없이 햇빛으로 수소 만드는 유기 광전극 개발

UNIST 김진영·이재성·임한권 교수팀은 빛을 흡수하는 유기 반도체 층을 두 겹으로 쌓아 외부 전압 없이 물을 분해하는 탠덤 광전극을 개발했다고 밝혔다. 두 층의 전압을 합치는 연결 소재로 기존 PEDOT:PSS 대신 산화몰리브덴과 유기 분자 '2PACz' 결합 소재를 적용했다. 0.56㎠ 광전극은 외부 전원 없이 태양광 수소 전환 효율 7.9%를 기록했고, 10시간 뒤 초기 광전류의 86%를 유지했다(기존 연결 소재는 36% 수준). 광전극 백금 함량은 중량 기준 약 0.1%, 산소 발생 전극에는 니켈·철·코발트 촉매를 적용했으며 두 전극이 같은 수산화칼륨 용액에서 작동해 이온교환막이 필요하지 않다. 연구팀은 320㎠ 대면적 모듈로 야외 실증에 성공했고, 전 공정 경제성 평가에서 하루 10톤 생산 설비 가정 시 수소 1㎏당 9.26달러, 효율 16%·하루 30t 기준으로는 4.26달러로 추산됐다.

10월 27일

태양광·풍력pv magazine

페로브스카이트 납 누출, 납 솔더 실리콘보다 적을 수 있다는 연구

화중과기대(Huazhong University of Science and Technology) 연구진이 2026~2060년 중국 페로브스카이트 태양광의 납 흐름을 동적 물질흐름분석과 담수 생태독성 모델로 분석했다. 최적관리(best practice) 조건에서 누적 납 누출량이 동일 설비용량 기준 납 솔더를 쓴 결정질 실리콘 모듈 대비 최대 94% 낮을 수 있다는 결과가 제시됐다. 연구진이 집계한 데이터에 따르면 단접합 페로브스카이트 모듈의 납 함량은 kW당 약 2~3.9g, 올페로브스카이트 탠덤은 약 3.6~4g이며, 납 솔더 실리콘 모듈은 약 36~53g이다. 시장점유율 40% 시나리오에서 2026~2060년 누적 납 누출량은 페로브스카이트 최적관리 시 약 479t, 납 솔더 실리콘은 약 8,554t으로 모델링됐으나, 현행유지(business as usual) 시나리오에서는 약 2,406t으로 무연 솔더 실리콘(약 1,848t)을 상회했다. 연구는 중국산 수출의 45%가 2022~24년 유럽으로 향한 점을 반영해, 열대 개발도상국의 국내 누출이 수입에 따른 업스트림 누출의 최대 3배에 이를 수 있다고 모델링했다.

10월 5일