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[IT뉴스]‘CT처럼 꿰뚫어 본다’…결함 진단 기술로 페로브스카이트 태양전지 효율 22.75% 달성

온카뱅크관리자

2026-08-19 10:57:25

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">국내 연구진, 2차원 X선 회절 매핑(2DXDM) 기법 선봬<br>동적 스핀캐스팅 적용해 100㎠급 모듈 공인 효율 22.75%<br>“박막 전체 균일성 파악 가능해 상용화 핵심 기술 될 것”</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="3Pxvs7NdWl">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="1b0ce10453dc8b7dc9689be347f000c0574a2cceb99228cde80110287fd6afb0" dmcf-pid="0QMTOzjJCh" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="비파괴 2차원 X선 회절 매핑(2DXDM) 장치 구조. 연구그림=UNIST" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202608/19/seouleconomy/20260819105130157yvat.png" data-org-width="1200" dmcf-mid="FTWQ2EpXSS" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202608/19/seouleconomy/20260819105130157yvat.png" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            비파괴 2차원 X선 회절 매핑(2DXDM) 장치 구조. 연구그림=UNIST
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="7ee2089e4dacef0dd1be30bb7a7ef8d4afad581347a10a7ad65ee88dc19931e5" dmcf-pid="pxRyIqAiTC" dmcf-ptype="general">차세대 태양전지로 꼽히는 대면적 페로브스카이트 태양전지의 품질을 손상 없이 꿰뚫어 보고 공정을 최적화하는 진단 기술이 개발됐다.</p>
          <p contents-hash="e971aba8db9f04c7ad8e36ad0519ecdc6ff91970a446215d4c459d0d35baa5c7" dmcf-pid="Upujiy8BSI" dmcf-ptype="general">울산과학기술원(UNIST)는 김동석·신태주·김진영 교수팀이 한국화학연구원 신윤섭 박사와 공동으로 ‘2차원 X선 회절 매핑(2DXDM)’ 기술을 개발했다고 19일 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="4de3f00c9f84cbf9430f1fcc27628117b5b239575e6bdc561f4b6658b3b6ea5e" dmcf-pid="uU7AnW6byO" dmcf-ptype="general">페로브스카이트 태양전지는 제조 단가가 낮아 상용 실리콘 태양전지를 대체할 유력한 후보로 꼽힌다. 하지만 기판 크기를 키우는 대면적화 과정에서 액체 원료 용매가 마르는 속도 차이로 결정이 불균일하게 자라고 변형이 생겨 효율이 급격히 떨어지는 한계가 있었다.</p>
          <p contents-hash="1d68392be84d3c8821178304930a225225f3ed282ef197d843cd3abf5acbcbb8" dmcf-pid="7uzcLYPKTs" dmcf-ptype="general">연구팀이 개발한 2DXDM은 병원의 CT(컴퓨터단층촬영)와 유사한 원리다. 태양전지를 직접 잘라내지 않고 전체 박막에 X선을 반복적으로 쏴 회절무늬의 세기와 방향 등을 분석한다. 이를 통해 결정의 배열 방향과 격자 변형 정도를 지도를 보듯 한눈에 확인할 수 있다. 기존 분석법이 일부 영역이나 평균값만 보여주던 단점을 극복한 것이다.</p>
          <p contents-hash="b64729ab104836b69d38aa76d3fc3d7eca91619144593bd9449cdf4962f80a2e" dmcf-pid="z7qkoGQ9lm" dmcf-ptype="general">연구팀은 이 진단 기술을 활용해 최적의 태양전지 제조 공정도 찾아냈다. 기판이 회전하는 동안 원료를 방울 형태로 계속 공급하는 동적 스핀캐스팅(DSC) 방식이 한 번에 원료를 떨어뜨리는 정적 스핀코팅(SSC) 방식보다 우수한 박막을 형성함을 확인했다.</p>
          <p contents-hash="2f30cf0b89e4caffbe4360d9f66832c64189d7f26c7c8de4fbe26a8a98837407" dmcf-pid="qzBEgHx2Sr" dmcf-ptype="general">이를 적용해 제작한 100㎠급 모듈(실제 발전 면적 86.4㎠)은 23.0%의 광전변환효율을 기록했으며 22.75%의 공인 효율을 달성했다. 이는 현재 비슷한 크기의 페로브스카이트 모듈 세계 최고 공인 효율(23.55%)에 근접한 수준이다. 또한 1000시간 동안 빛을 비춘 후에도 초기 효율의 80% 이상을 유지하는 안정성을 입증했다.</p>
          <p contents-hash="815c9d3d32e8c79561e31342035b2b1e73298b3aac4e751fd22d368950872375" dmcf-pid="BqbDaXMVvw" dmcf-ptype="general">신태주 교수는 “기존 분석법은 일부 영역이나 평균값만 보여줘 박막 전체의 차이를 파악하기 어려웠고, 시료를 잘라내는 과정에서 원래의 격자 변형이 달라질 수도 있었다”며 “2DXDM은 박막을 손상하지 않고 전체 면적을 분석해 공정 최적화와 품질관리에 활용할 수 있다”고 설명했다.</p>
          <p contents-hash="6a5941a4f55a0e337fc466a6dfca66591e8fe8a1bb62558a618af68560f879db" dmcf-pid="bBKwNZRfCD" dmcf-ptype="general">김동석 교수는 “대면적 페로브스카이트 박막에서는 국소 영역이 아닌 전체 면적의 구조 균일성을 파악하는 것이 중요하다”며 “이번 연구로 어떤 공정 조건에서 박막이 더 균일해지고 모듈 효율이 높아지는지를 알 수 있어, 고효율 대면적 태양전지의 제조 공정을 개선하는 데 활용될 수 있을 것”이라고 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="2a28c5493b1d296f49edba00c0863f400b57fe7a5f126dc09624606b0e4d9d1d" dmcf-pid="Kb9rj5e4yE" dmcf-ptype="general">이번 연구 결과는 포항방사광가속기를 활용해 진행됐으며, 에너지 분야 국제학술지 ‘줄(Joule)’에 7월 23일 자로 온라인 게재됐다.</p>
          <p contents-hash="4caaeea71c7eca283a076a91d01a5a02f45e1a4ce602a3c4d302cc3e9ae938e9" dmcf-pid="9K2mA1d8vk" dmcf-ptype="general">울산=장지승 기자 jjs@sedaily.com</p>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 서울경제. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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