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페로브스카이트 태양전지15

페로브스카이트 태양전지 재료 과학: A/B/X 사이트 조합의 비밀 1. 페로브스카이트 구조의 핵심: ABX₃ 화학식페로브스카이트는 ABX₃ 형태의 결정구조를 기반으로 하는 차세대 광흡수 소재입니다. 이 구조에서 A, B, X 사이트는 각각 고유한 역할을 수행하며, 이들의 조합이 밴드갭(Bandgap)을 결정해 태양광 흡수 효율을 좌우합니다.A 사이트: Cs⁺(세슘), MA⁺(메틸암모늄), FA⁺(포름아미디늄) 등 1가 양이온B 사이트: Pb²⁺(납), Sn²⁺(주석), Ge²⁺(저마늄) 등 2가 금속 이온X 사이트: I⁻(아이오딘), Br⁻(브롬), Cl⁻(염소) 등 할로겐 음이온이 세 사이트의 조합을 통해 1.2~2.3eV 범위의 밴드갭을 자유롭게 조절할 수 있습니다. 예를 들어, CsPbI₃는 1.73eV, MAPbBr₃는 2.3eV의 밴드갭을 가지며, 이는 태양광.. 2025. 4. 14.
페로브스카이트 태양전지 상용화 현황: 2024년 기술 수준 1. 양산 기술 개발 현황진공증착 공정의 대면적화 돌파구2024년 페로브스카이트 양산 기술의 핵심은 진공증착 공정의 고도화에 있습니다. 영국 Oxford PV는 15×15cm² 패널에서 23% 효율을 달성하며 대면적 제조 가능성을 입증했습니다. 이 기술은 유리 기판 대신 플라스틱 기판을 활용해 유연성과 경량화를 동시에 구현했으며, 특히 투명전극(ITO)과 페로브스카이트 층의 균일성을 극대화하는 데 성공했습니다. 한국화학연구원(KRICT)은 200cm² 단일접합 셀에서 20.6% 효율을 기록하며 중국의 기존 기록(19.2%)을 넘어섰습니다. 이는 다중 소스 증착 시스템을 도입해 박막 두께 편차를 5% 이내로 제어한 결과입니다.롤투롤 프린팅 기술의 상용화 준비대량생산을 위한 롤투롤(R2R) 프린팅 기술이 상.. 2025. 4. 14.
페로브스카이트 결함 제어 기술: 효율 24.45% 달성 비결 1. 페로브스카이트 태양전지의 숙명적 한계페로브스카이트 태양전지는 10년 만에 효율 25%를 돌파하며 차세대 태양광 기술로 급부상했지만, 결정화 과정에서 발생하는 내부 결함이 상용화의 최대 걸림돌이었습니다. 특히 박막 수축 시 발생하는 인장응력은 원자 단위 격자 변형을 유발해 효율 저하와 조기 열화를 일으켰습니다. 이러한 문제는 페로브스카이트의 결정구조가 불안정하고, 환경 요인에 취약하다는 점에서 기인합니다.2. 유기 단량체 첨가 기술의 핵심 메커니즘한국화학연구원과 성균관대 공동 연구팀은 액체 상태 페로브스카이트 박막에 특수 설계된 유기 단량체를 첨가해 내부 결함 문제를 근본적으로 해결했습니다. 이 기술은 다음과 같은 3단계 작동 원리를 가집니다:2.1 결정 성장 제어유기 단량체는 페로브스카이트 박막이 .. 2025. 4. 14.
페로브스카이트 태양전지 제조 공정: 저온·저비용의 비밀 1. 페로브스카이트 태양전지 제조 공정의 중요성페로브스카이트 태양전지는 높은 효율과 저비용으로 차세대 태양광 발전 기술의 중심에 있습니다. 그러나 상용화를 위해서는 대규모 생산에서 제조 단가를 낮추는 것이 필수적입니다. 현재 페로브스카이트 태양전지 제조에는 용액 공정과 진공증착 공정이라는 두 가지 주요 방식이 사용됩니다. 이 글에서는 두 공정을 비교하며, 각각의 장점과 한계, 생산 단가에 대해 살펴보겠습니다.2. 용액 공정: 간단하고 경제적인 접근법공정 개요용액 공정은 유기 및 무기 염을 용매에 녹여 잉크 형태로 만든 후, 이를 기판에 코팅하여 페로브스카이트층을 형성하는 방식입니다. 대표적인 코팅 기술로는 스핀코팅, 잉크젯 프린팅, 롤투롤 프린팅이 있습니다.장점저온 제조 가능: 100°C 이하에서 제작 .. 2025. 4. 14.
페로브스카이트 태양전지 수명 연장 기술 페로브스카이트 태양전지는 높은 효율과 저비용 제조 가능성으로 차세대 태양광 발전 기술의 핵심으로 자리 잡고 있습니다. 그러나 상용화를 가로막는 가장 큰 장애물은 수명과 안정성 문제입니다. 페로브스카이트 소재는 수분, 산소, 열에 취약하여 시간이 지남에 따라 성능이 저하되며, 이로 인해 장기적인 내구성을 확보하는 것이 필수적입니다. 한국의 연구팀들은 이러한 문제를 해결하기 위해 혁신적인 기술을 개발했으며, 특히 봉지재 없이도 장기간 효율을 유지할 수 있는 사례와 결함 최소화 공법이 주목받고 있습니다.1. 봉지재 없이 81% 효율 유지 사례페로브스카이트 안정성의 한계페로브스카이트 태양전지는 외부 환경 요인(수분, 산소)에 취약하여 소재가 분해되고 광흡수 특성이 급격히 저하되는 문제가 있습니다. 기존 실리콘 .. 2025. 4. 14.
친환경 페로브스카이트 개발 현황: 납 제거 기술의 최신 동향 1. 주석 기반 소재의 혁신적 발전페로브스카이트 태양전지의 상용화를 가로막는 핵심 장애물인 납(Pb)의 독성 문제를 해결하기 위해 주석(Sn) 기반 소재 개발이 활발히 진행되고 있습니다. 국내 연구진은 주석과 세슘(Cs)의 조합을 최적화해 무기물 기반 비납계 페로브스카이트 태양전지를 구현하며, 최고 11.87%의 효율을 달성했습니다. 이는 기존 납 기반 소재의 효율(25% 이상)에 비해 낮지만, 독성 제거와 환경 안전성 측면에서 큰 의미를 지닙니다.광주과학기술원(GIST) 연구팀은 주석 페로브스카이트 소재의 결정성 결함을 극복하기 위해 황(S) 원소 도핑 기술을 개발했습니다. 페로브스카이트 표면에 황을 포함한 고분자 물질을 도입함으로써 주석 이온의 산화수를 조절하고, p형 반도체 특성을 강화하는 데 성공.. 2025. 4. 11.

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