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[IT뉴스]“속도 5배·면적 2배↑” 페로브스카이트 태양전지…‘롤투롤’로 대량생산 한다

온카뱅크관리자

2024-11-11 10:01:00

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">- 화학연구원, 유연 페로브스카이트 태양전지 롤투롤 공정기술 개발<br>- 건물일체형 태양광 발전, 자동차용 선루프 태양전지 등 적용 기대</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="pKTL4cph3T">
          <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="UhdpybDxUv" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="롤투롤 기반 초고속 대면적 페로브스카이트 필름 제작기술을 개발한 연구진. 조성근(왼쪽부터) 화학소재솔루션센터장, 박건영 연구생, 함동석 박사, 김민재 학생연구원, 한나라 박사.[한국화학연구원 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202411/11/ned/20241111100102313bzsr.jpg" data-org-width="1280" dmcf-mid="GYwHs3o90t" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202411/11/ned/20241111100102313bzsr.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            롤투롤 기반 초고속 대면적 페로브스카이트 필름 제작기술을 개발한 연구진. 조성근(왼쪽부터) 화학소재솔루션센터장, 박건영 연구생, 함동석 박사, 김민재 학생연구원, 한나라 박사.[한국화학연구원 제공]
           </figcaption>
          </figure>
          <p dmcf-pid="ulJUWKwMzS" dmcf-ptype="general">[헤럴드경제=구본혁 기자] 국내 연구진이 유연 페로브스카이트 태양전지의 상업화를 앞당길 수 있는 롤투롤 기반 제조 플랫폼 공정 기술을 개발했다.</p>
          <p dmcf-pid="7SiuY9rR3l" dmcf-ptype="general">한국화학연구원은 함동석 박사와 전북대학교 김민 교수 공동연구팀은 초고속 광소결 방법을 활용, 기존 롤투롤 제조 공정시간을 5배 이상 감축하면서도 기존보다 2배 이상의 규모인 100㎠ 모듈급 롤투롤 대면적 제조공정을 개발했다.</p>
          <p dmcf-pid="zGNK16hLUh" dmcf-ptype="general">유연 페로브스카이트 태양전지는 실리콘 기반의 태양전지에 비해서 가볍고 유연성이 뛰어나 건물 일체형 태양광 발전, 자동차용 선루프 태양전지, IoT용 배터리 전원 등 많은 분야에 활용이 가능하다.</p>
          <p dmcf-pid="qHj9tPlouC" dmcf-ptype="general">기존 유연 페로브스카이트 태양전지 제작 방식은 비연속적인 배치형 코팅 방식을 많이 활용하였지만, 대량생산을 위해서는 반드시 롤투롤 코팅 공정을 거쳐야 한다.</p>
          <p dmcf-pid="Bn7CNWQ0zI" dmcf-ptype="general">그러나 롤투롤 공정은 일반 배치 공정과 달리 정해진 크기의 건조장치 내에서 샘플이 이동하기 때문에, 오랜 시간 동안 건조장치에 머물며 열처리하기가 어려워 반드시 해결해야 할 문제로 지적돼 왔다.</p>
          <p dmcf-pid="bLzhjYxpuO" dmcf-ptype="general">연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해 초고속 광소결 기술(IPL)을 도입한 새로운 대면적 롤투롤 제조 공정을 개발했다.</p>
          <p dmcf-pid="KoqlAGMU7s" dmcf-ptype="general">일반적으로 슬롯다이 코팅법을 이용하여 요오드화 납(PbI2)을 먼저 코팅한 후, 요오드화 포름암미디늄(FAI)을 순차적으로 코팅하는 방식으로 페로브스카이트 막을 제조한다.</p>
          <div dmcf-pid="9NKTEZdzum" dmcf-ptype="general">
           <p>이때 연구팀은 기존의 길고 고온의 열처리 과정을 대신해 초고속으로 강한 빛을 조사하는 IPL 공정을 적용했다. 이때 더 많은 빛을 흡수하여 IPL 공정의 효율을 높여줄 수 있는 ‘세슘 포르 메이트’ 첨가제를 요오드화 납에 추가했다.</p>
          </div>
          <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="2j9yD5Jqur" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="롤투롤 코팅 공정을 활용하여 제작한 페로브스카이트 태양전지 모듈.[한국화학연구원 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202411/11/ned/20241111100103786ctep.jpg" data-org-width="1280" dmcf-mid="0EYaPD7vzy" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202411/11/ned/20241111100103786ctep.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            롤투롤 코팅 공정을 활용하여 제작한 페로브스카이트 태양전지 모듈.[한국화학연구원 제공]
           </figcaption>
          </figure>
          <p dmcf-pid="VA2Ww1iB7w" dmcf-ptype="general">개발된 공정은 기존 롤투롤 공정에서 반드시 필요한 10분 이상의 열처리 시간을 2분으로 단축하면서도 100㎠ 이상의 대형 유연 모듈 제작이 가능해져, 상업적 적용 가능성도 크게 확대됐다.</p>
          <p dmcf-pid="fYab58CnUD" dmcf-ptype="general">또한 연구팀은 유연 태양전지의 수명을 대폭 향상시키기 위해 기존의 딱딱한 유리 기반 봉지 소재 대신 투명 전극과 보호 성능을 모두 갖춘 유연 필름 소재를 적용한 새로운 봉지기술도 개발했다.</p>
          <p dmcf-pid="4GNK16hLpE" dmcf-ptype="general">새로운 봉지기술은 기존 봉지필름 보다 40% 수준으로 얇아 25% 이상 유연한 특성을 보였다.</p>
          <p dmcf-pid="8Fw6udYczk" dmcf-ptype="general">함동석 박사는 “이번 연구는 롤투롤 코팅 공정에 필요한 공정시간의 단축, 안정상 향상 측면에서 사업화를 위한 신공정 개발에 큰 의의가 있다”며 “이 기술을 응용해 향후 다양한 산업에 적용될 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.</p>
          <p dmcf-pid="63rP7JGk7c" dmcf-ptype="general">이번 연구성과는 국제학술지 ‘에이씨에스 어플라이드 머티리얼스 &amp; 인터페이스’와 ‘솔라 알알엘’에 각각 게재됐다.</p>
          <p dmcf-pid="P0mQziHE0A" dmcf-ptype="general">nbgkoo@heraldcorp.com</p>
         </section> 
        </div> 
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