나노기술 및 정책 정보

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UNIST 장성연 교수 연구팀이 공동연구를 통해 건축물 외벽에 부착이 가능한 ‘풀컬러 페로브스카이트 태양전지’를 개발함.

기존의 상용화된 실리콘 태양전지는 태양광의 입사각에 의해 영향을 받기 때문에 장소의 제약이 많았으며, 건물 외벽과 같이 고정된 형태로 설치하기 어려웠음. 그러나 이번 연구를 통해 개발된 나노 필터가 빛 반사 파장과 각도를 최소화한 덕분에 태양전지는 색상을 띠면서도 최대한 많은 태양광을 흡수함. 또한, 페로브스카이트 태양전지는 태양광 입사각이 달라져도 발전효율 저하가 거의 없어 일정한 효율을 유지할 수 있음. 실제 나노 필터를 적용한 풀컬러 페로브스카이트 태양전지의 효율은 19%에 달했음. 실리콘 산화물(SiO₂)과 타이타늄 산화물(TiO₂)을 겹겹이 쌓은 나노 필터는 빨강, 초록, 파랑을 아우르는 다양한 파장대의 빛 반사가 가능하면서도 그 범위를 매우 좁게(반치폭 30㎚ 이하) 구현할 수 있었으며, 이 덕분에 태양전지가 반사로 잃어버리는 빛의 양을 최소화할 수 있었음. 연구진은 실리콘 산화물과 타이타늄 산화물을 쌓는 방식을 조정해 파장 간섭에 따른 추가적인 반사 현상도 줄임.

건축물 외벽에 적용할 경우 미적 감각을 살리면서 에너지를 생산하는 두 목표를 달성해 향후 건축 분야에서 새로운 수요를 불러일으킬 것으로 기대됨.

※ ACS Nano 게재

※ 한국연구재단 및 한국에너지기술평가원 지원