빛을 잘 투과시켜서 태양전지 효율을 높일 수 있는 새로운 코팅 소재를 국내 연구진이 개발했다.
한국화학연구원 이상진 책임연구원과 울산과학기술원(UNIST) 김진영 교수 공동연구팀은 새로운 태양전지용 반사 방지 코팅 소재를 개발했다고 24일 밝혔다.
태양전지는 빛 에너지를 전기 에너지로 바꿔주는 방식으로 작동한다. 반사되지 않고 투과되는 빛의 양이 많을수록 태양전지의 효율도 높아진다. 태양전지의 반사 방지 코팅 필름은 전체 빛 투과율을 높여서 태양전지 효율을 높일 수 있는 중요한 소재다.
지금까지는 반사 방지 코팅 소재를 대면적으로 제조하는 게 어려웠다. 코팅 대신 필름을 만들어서 일일이 기판 위에 추가로 붙이는 복잡한 공정을 거치는 방식을 거쳐야 했다.
연구팀은 불소 고분자 소재에 전도성 첨가제를 주입하는 방식으로 굴절율이 낮아 빛 투과율이 높은 코팅 소재를 개발했다. 이 소재는 스퍼터링 공정을 통해 대면적으로 제조하는 것도 가능하다. 스퍼터링 공정은 진공 상태에서 전기를 통해 에너지를 갖는 양이온을 원재료(음극)에 충돌시키고 이 과정에서 원재료의 원자나 분자가 튀어나와 아주 얇은 막 형태로 주위에 부착되는 공정을 말한다.
이렇게 개발한 코팅 소재를 페로브스카이트 태양전지에 적용해본 결과 유리 기판의 가시광선 영역에서 평균 빛 투과율이 3.2%P 높아졌고, 태양전지의 최종 효율도 1.13%P 높아졌다.
이 연구 결과는 어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈에 지난 6월 표지논문으로 소개됐다.
참고자료
Advanced Functional Materials, DOI : https://doi.org/10.1002/adfm.202301033