빛내는 태양전지 나온다

낮에는 전기 만들고 밤에는 전광판으로
송명훈-최경진 UNIST 교수팀, 고효율 광전소자 개발 성공

태양빛을 받아 전기를 만드는 태양전지가 거꾸로 빛을 내는 일이 가능해질 것으로 보인다. 한 가지 소자를 이용해 낮에는 전기를 만들고 밤에는 전광판으로 쓸 수 있게 되는 셈이다.

송명훈, 최경진 UNIST 신소재공학부 교수팀은 조신욱 울산대 물리학과 교수팀과 공동으로 발전과 발광이 모두 가능한 페로브스카이트 광전소자의 효율을 높이는 방법을 찾아냈다고 10일 밝혔다. 페로브스카이트는 원소가 모여 만드는 결정구조의 일종으로 원소 조합에 따라 특성이 달라진다.

특히 유기물과 무기물을 혼합해 만든 페로브스카이트는 태양전지뿐 아니라 전기를 빛으로 바꾸는 발광소자로도 이용할 수 있다. 하지만 기존 페로브스카이트 광전소자는 효율성이 낮다는 단점이 있었다.

연구팀은 페로브스카이트 광전소자에서 전자가 이동하는 통로에 극성용매인 ‘에탄올아민’ 처리를 해 전자 흐름을 원활하게 만들었다. 그 결과 광전소자의 휘도(luminance·빛의 단위 면적당 밝기 정도)는 기존 소자보다 5배가 향상된 545cd/m²가 됐다. 또 태양전지 효율도 기존보다 30% 향상된 16.3%까지 높아졌다.

연구 결과는 ‘어드밴스트 머티리얼스(Advanced Materials)’ 5일자 온라인판에 게재됐다.

신선미 동아사이언스 기자 vamie@donga.com