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[IT뉴스]"보호막없이 효율 27%↑,4년 버틴다"…태양전지 성능·내구성 해결

온카뱅크관리자

2026-05-19 14:17:33

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">보도기사</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="4fDYi6ztUT">
          <p contents-hash="763ef986995d174b65a94e641437afa647c4fa0d0631f0a2a53ea97e6189785e" dmcf-pid="84wGnPqFFv" dmcf-ptype="general"><span>고온·고습 환경 3천 시간 견디며 초기 성능 95% 유지</span>건물 일체형 태양광·우주항공 전원 상용화 가능성</p>
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="a6f37521f835007f14c29c0f584cf128adbc986f178f8f4c7df0111c864ca088" dmcf-pid="68rHLQB3FS" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="하이브리드 페로브스카이트/유기 태양전지의 전자구조 설계 원리" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202605/19/551724-22lyJQR/20260519141234414uqya.png" data-org-width="632" dmcf-mid="2EMkb3yO0Y" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202605/19/551724-22lyJQR/20260519141234414uqya.png" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            하이브리드 페로브스카이트/유기 태양전지의 전자구조 설계 원리
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="f978fe8144d8b397241768ac964640699901626af1bbd97347706b46e81e8144" dmcf-pid="P6mXoxb0ul" dmcf-ptype="general"><br>별도의 보호막 없이도 고온·고습 환경에서 안정적으로 작동하는 고효율 페로브스카이트 태양전지를 개발됐습니다. 효율과 내구성이라는 태양전지 상용화의 두 난제를 동시에 해결한 성과입니다.</p>
          <p contents-hash="fac35d4a7bbc34f0f47f7831ec4d10b4dc2df2f02e4c09186efc251477fe240f" dmcf-pid="QPsZgMKp3h" dmcf-ptype="general">한국연구재단은 KAIST 이정용 교수 연구팀이 고려대학교 공동연구진과 함께 유기 고분자의 에너지 준위를 정밀하게 설계해 외부 수분과 산소를 막는 봉지재 없이도 높은 효율과 장기 안정성을 구현한 페로브스카이트·유기 하이브리드 태양전지를 개발했다고 밝혔습니다.</p>
          <p contents-hash="ea8c57ba258ae4c645289b7e42b91668f8e103b28d280a1ca82bd352ab6864f6" dmcf-pid="xQO5aR9UFC" dmcf-ptype="general">페로브스카이트 태양전지는 가볍고 발전 효율이 높아 차세대 태양전지로 주목받고 있습니다. 다만 열과 습기에 약해 장기간 사용하려면 수분과 산소를 막는 봉지재가 필요했습니다. 이 과정에서 무게와 제조 비용이 늘어나는 것이 상용화의 걸림돌로 지적돼 왔습니다.</p>
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="2d59ba3b3700c1c971f1b211cc3b34a68b2e57d30a373ba1f9ad6e94310833a7" dmcf-pid="yQO5aR9UpI" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="봉지재 없는 하이브리드 태양전지의 효율 및 고온·고습 안정성 " class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202605/19/551724-22lyJQR/20260519141234602eqtj.png" data-org-width="636" dmcf-mid="VG7xHhcn3W" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202605/19/551724-22lyJQR/20260519141234602eqtj.png" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            봉지재 없는 하이브리드 태양전지의 효율 및 고온·고습 안정성 
           </figcaption>
          </figure>
          <div contents-hash="91ac556175d92962964f499df5783d4b1af734a4622e86fdac23e7f406678e2d" dmcf-pid="WxI1Ne2uFO" dmcf-ptype="general">
           <div>
            <br>
           </div>연구팀은 기존 구조에서 정공이 계면에 쌓이면서 전류 흐름이 왜곡되고 성능이 떨어진다는 점에 주목했습니다. 3차원 다중물리 시뮬레이션과 초고속 분광 분석을 통해 성능 저하의 핵심 원인을 확인한 뒤, 이를 해결하 기위해 깊은 에너지 준위를 가진 유기 고분자 'PM1'을 새롭게 적용했습니다.
          </div>
          <p contents-hash="7e5a33da1cc052194de13868b54f0cb2de493af6e5c9b8b4fcf937fbf5dd10d8" dmcf-pid="YMCtjdV7Us" dmcf-ptype="general">PM1은 전하가 특정 지점에 쌓이지 않고 단계적으로 이동하도록 에너지 흐름을 유도해 전류-전압 곡선의 S자형 왜곡을 없앴습니다. 그 결과 최고 효율 27.18%, 공인 효율 26.71%를 기록했습니다. 공인 효율은 세계 최고 수준입니다.</p>
          <p contents-hash="db7fbf0b5d905ba44cc5af9bb948cf384d46c07fe69d4affd8704bee4a0df327" dmcf-pid="GRhFAJfzum" dmcf-ptype="general">PM1 기반의 새로운 고분자층은 발전 성능 향상뿐 아니라 외부 수분의 침투를 막는 보호막 역할도 수행했습니다. 연구진은 봉지재를 사용하지 않은 상태에서 섭씨 85도, 상대습도 85% 조건으로 3천 시간 동안 시험한 결과, 초기 효율의 95% 이상이 유지됐다고 설명했습니다.</p>
          <p contents-hash="3bdf76d54da4bba0aa7ffc3a5f83283a8ee364327e780e22a80dc9ad61790753" dmcf-pid="Hel3ci4qUr" dmcf-ptype="general">수명 예측 모델인 아레니우스 방정식을 적용한 결과, 상온 기준으로 초기 효율의 80%까지 감소하는 데 걸리는 시간은 3만5천590시간으로 분석됐습니다. 약 4년 동안 실질적인 성능을 유지할 수 있다는 의미입니다.</p>
          <p contents-hash="593e0dd051e6aca644f8ec17165c6e5d36360e904d33209956dc2a44e41f32a8" dmcf-pid="XdS0kn8Bzw" dmcf-ptype="general">이번 성과는 건물 외벽과 창호에 태양전지를 적용하는 건물 일체형 태양광(BIPV)을 비롯해 이동형 전원, 드론, 위성 등 우주항공 분야로 확대될 가능성이 크다는 평가를 받고 있습니다.</p>
          <p contents-hash="834629fe1f8aa360984d8136a9ebfc628fb3ce13e3fbc5fcaf88e94d1998ebf9" dmcf-pid="ZJvpEL6bFD" dmcf-ptype="general">이번 연구 결과는 에너지 분야 국제학술지, 네이처 에너지(Nature Energy) 5월 18일 자 온라인 판에 실렸습니다.</p>
          <p contents-hash="69b5ceeb3c7411681b2ee96db21a5276eafe22644e5508700fd0c6c801d4231f" dmcf-pid="5iTUDoPKuE" dmcf-ptype="general">KAIST 이정용 교수는 "페로브스카이트 태양전지의 효율과 안정성의 상충 관계를 전자구조 설계로 해결한 연구"라며 "차세대 태양전지 상용화에 중요한 전환점이 될 것"이라고 말했습니다.</p>
          <p contents-hash="5aac795df406778d9cd4748c74512d7e03c7bd4ff8fdf9ad737734b66147369f" dmcf-pid="1IzMXlkLzk" dmcf-ptype="general">제1저자인 KAIST 이민호 박사는 "실제 작동 중 전하 흐름을 분석해 성능 저하 원인을 규명하고 이를 구조 설계로 해결했다"고 설명했습니다.</p>
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="d3552e94380e13e6c265f6e816b85b61cb55e1742caa03225c1bd86ef71c1408" dmcf-pid="tCqRZSEoFc" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="KAIST-고려대 연구진" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202605/19/551724-22lyJQR/20260519141234734fvui.jpg" data-org-width="540" dmcf-mid="flbd1Twa3y" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202605/19/551724-22lyJQR/20260519141234734fvui.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            KAIST-고려대 연구진
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="52760bcc0bd1ede4095fe24887d070ca0d421356a99c20676239ef0ac984755b" dmcf-pid="FhBe5vDgzA" dmcf-ptype="general">(사진=한국연구재단) </p>
          <p contents-hash="2204d95462384bb6bd2ec8d3032e4dde55185827e649a59b709eb45f2fd1e1b7" dmcf-pid="3lbd1Twapj" dmcf-ptype="general">김건교 취재 기자 | kkkim@tjb.co.kr</p>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © TJB </p>

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