전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이
홈 산업 화학

속보

더보기

극한 환경에서 '차세대 태양전지' 성능저하 원인 밝혀졌다

기사입력 :

최종수정 :

※ 본문 글자 크기 조정

  • 더 작게
  • 작게
  • 보통
  • 크게
  • 더 크게

※ 번역할 언어 선택

고성능 페로브스카이트 태양전지 소재 설계 기대

[서울=뉴스핌] 김지완 기자 = 극한 환경에서 사용되는 차세대 태양전지의 성능저하 원인이 밝혀졌다.

한국과학기술연구원(KIST) 계산과학연구센터 이정훈 박사팀은 UC Berkeley 물리학과  Jeffrey B. Neaton 교수팀과의 공동연구를 통해 '하이브리드(유기금속 할라이드) 페로브스카이트 태양전지'가 외부 압력과 충격을 받을 때 발생하는 구조 변화와 금속화 현상으로 인한 성능 저하의 원인을 이론적으로 규명했다고 18일 밝혔다.

현재 태양전지는 일반 생활에서 뿐만 아니라 대기권 및 우주, 사막 그리고 바다와 같은 극한 환경에서도 많이 사용되고 있다. 최근 높은 효율과 저렴한 생산비용으로 인해 주목받고 있는 하이브리드(유기금속, 할라이드, 납으로 구성) 페로브스카이트 태양전지는 기존의 값비싼 실리콘 태양전지를 대체할 차세대 태양전지로 각광받고 있다.

그 결과 극한 환경에서 정상적으로 작동할 수 있는 고효율의 하이브리드 페로브스카이트 태양전지 소재를 설계하는 것에 연구자들의 이목이 집중되고 있는 상황이다.

[서울=뉴스핌] 김지완 기자 = 이정훈 KIST 선임연구원. [사진=KIST] 2020.06.18 swiss2pac@newspim.com

하지만 하이브리드 페로브스카이트 태양전지는 외부의 높은 압력 및 충격을 받았을 때, 사방정계 구조에서 입방정계 구조로 변하는 상 전이(Phase transition) 현상과 소자 내에 전기가 흘러 정상적인 기능을 수행하지 못하게 되는 금속화 현상(Metallization)이 보고되는 등 상용화에 큰 어려움을 겪고 있었다.

사방정계 구조(Orthorhombic structure)는 정육면체 구조에서 세 개의 축이 서로 다른 길이를 가진다. 입방정계 구조(Cubic structure)는 정육면체 구조를 의미한다. 

구조와 특성이 변한 하이브리드 페로브스카이트 태양전지는 태양광을 전기에너지로 변환시키는 역할을 수행할 수 없다. 이는 외부의 압력이 태양전지의 성능을 현저히 저하시키는 것을 의미하며, 현재까지 그 원인이 명확히 밝혀지지 않았다.

공동연구진은 수퍼컴퓨터를 활용한 양자역학 이론을 통해 외부 압력에 의한 하이브리드 페로브스카이트 태양전지의 구조변화(상 전이) 현상을 이론적으로 증명했다.

연구진은 상 전이가 일어나는 압력을 정확하게 예측함으로서 유기 분자들이 고압력 하에서 더 높은 안정성을 위해 원래 상태인 사방정계 구조보다 입방정계 구조로 유도되는 현상을 밝혔다.

또 높은 압력 하에서 하이브리드 페로브스카이트의 원소 중 하나인 납 원자들이 상호작용을 일으켜 부도체에서 도체 특성을 가지게 되는 금속화 현상을 야기해 전기가 흐르게 하는 원인임을 이론적으로 증명해 냈다.

이정훈 박사는 "그간 외부압력에 의한 하이브리드 페로브스카이트 태양전지의 성능저하의 원인을 최초로 규명했다"며 "현재 후속연구로 하이브리드 페로브스카이트 태양전지에 최적화된 소재를 개발 중에 있다"고 했다.

특히 구조변화를 일으키지 않는 유기금속과 금속화현상의 원인 및 환경파괴의 원인으로 지목되는 납을 대체할 수 있는 원소를 찾는다면 실리콘 태양전지를 대체할 수 있는 차세대 태양전지 개발에 박차를 가할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

이 박사는 "이번 성과는 향후 고성능의 하이브리드 페로브스카이트 태양전지 개발 및 최적화에 있어 새로운 이론적 가이드라인을 제시할 것"이라며 "하이브리드 페로브스카이트 태양전지가 실리콘 태양전지를 대체할 수 있는 차세대 태양전지로 자리매김하는 데 기여할 것으로 기대한다"고 밝혔다.

한편 이번 연구는 과학기술정보통신부 지원으로 KIST 주요사업으로 수행됐다. 에너지소재 분야 국제학술지인 'ACS Energy Letters' (IF: 16.331, JCR 분야 상위 1.923%) 최신 호에 게재됐다.

swiss2pac@newspim.com

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
유시민 "李대통령 국민 속여" 靑 "왜곡" [서울=뉴스핌] 박찬제 기자 = 청와대는 24일 현 정부의 검찰개혁을 두고 유시민 작가가 '이재명 대통령이 국민을 속였다'는 취지로 발언한 것에 대해 "대통령의 검찰개혁 의지를 사실과 다르게 왜곡하는 것에 유감"이라고 밝혔다. 청와대는 이날 언론공지를 통해 "근거 없는 비난성 주장이 계속되는 것에 대해 사실 관계를 확인 중"이라며 이같이 밝혔다. 그러면서 청와대는 유 작가에 대해 법적 대응을 검토 중이라는 일부 언론 보도에 "법적 대응 여부는 결정된 바 없다"고 선을 그었다. 청와대 전경 [사진=뉴스핌 DB] 유 작가는 지난 22일 미디어오늘 유튜브 방송에 출연해 "이 대통령이 생각한 검찰 개혁은 우리가 생각한 검찰 개혁, 더불어민주당 입장, 대통령의 공약이라고 얘기했던 것과는 완전히 다른 것이었다"며 "대통령이 지금까지 국민을 속인 것"이라고 주장했다. 이 대통령은 지난 18일 기자회견에서 "검찰 개혁은 수사와 기소를 분리하는 게 목표다. 원래 최대치의 검찰 개혁의 목표는 이랬다. '검사들이 수사를 담당하는 검사, 기소 즉 소추를 담당하는 검사를 분리해서 수사하는 검사가 기소 역할을 겸하지 못하게 하자', '그리고 이걸 분리해서 법무부 안에 수사 담당하는 기관, 소추 담당하는 기관을 나누자' 이거였다"고 말한 바 있다. 유 작가는 당시 이 대통령의 기자회견 발언을 두고 '대통령이 이제까지 국민을 속인 것'이라는 취지로 주장한 것이다.  유 작가는 "이 대통령은 법무부 안에 '수사를 하는 검찰'과 '기소를 하는 검찰'을 나누는 것이 원래 검찰 개혁의 최대치라고 말했다. 이를 보면서 충격을 받았다"며 "저는 단 한 번도 그런 말을 들어본 적이 없었다"고도 주장했다. pcjay@newspim.com 2026-09-24 18:31
사진
美법원, CNN 등 출입 복원 명령 [시드니=뉴스핌] 권지언 특파원 = 도널드 트럼프 미국 대통령이 CNN과 MS NOW, 폴리티코 등 3개 언론사의 백악관 출입을 금지한 조치에 대해 미 연방법원이 제동을 걸었다. 24일(현지시각) 법원은 해당 언론사 기자들의 출입증을 즉시 복원하도록 명령했고, 백악관은 오전 한때 기자들의 출입이 계속 제한되는 혼선이 빚어진 뒤 이날 정오께 출입을 재허용했다. ◆ 美법원 "출입증 취소, 적법절차 위반 가능성"…백악관 결국 복원 미 워싱턴DC 연방법원의 팀 켈리 판사는 CNN과 MS NOW, 폴리티코가 트럼프 행정부를 상대로 제기한 소송에서 이들 언론사 기자들의 백악관 출입증을 즉시 복원하도록 명령했다. 이번 임시명령은 14일간 효력이 유지된다. 켈리 판사는 백악관이 기자들의 출입증을 취소한 조치가 헌법상 적법절차 권리를 침해했을 가능성이 높다고 판단했다. 또 출입 금지를 정당화하기 위해 행정부가 제시한 국가안보 논리에 대해서도 의문을 제기했다. 법원 결정문에서 켈리 판사는 출입증 취소가 실제로 국가안보를 보호할 것이라는 주장에 충분한 사실적 근거가 없다고 지적했다. 켈리 판사는 트럼프 대통령이 2017년 첫 임기 당시 지명한 판사다. 법원의 복원 명령이 나온 뒤에도 한때 세 언론사 기자들의 백악관 출입이 제한됐다. 이에 CNN과 MS NOW, 폴리티코는 법원에 긴급 심리를 요청했다. 폴리티코는 자사 기자의 출입증이 압수됐다고 밝혔고, CNN과 MS NOW 기자들도 백악관 출입을 거부당했다고 전했다. 백악관 언론운영 담당 책임자인 마이카 스토퍼리치는 법원에 제출한 서류에서 백악관이 오전 7시25분부터 기자들의 출입증 복구 절차에 들어갔으며, 오전 9시55분께 백악관 언론팀이 출입구에 출입증을 가져다 놓았다고 밝혔다. 이후 세 언론사 기자들의 백악관 출입은 이날 정오께 재개됐다. ◆ 트럼프 "허구·거짓말"…시진핑 방미 당일 TV 풀 취재도 중단 트럼프 대통령은 지난 18일 소셜미디어를 통해 CNN과 MS NOW, 폴리티코가 대통령을 취재하면서 "허구와 거짓말"을 끊임없이 보도하고 있다며 백악관 출입을 금지했다. 트럼프 대통령은 해당 조치를 국가안보 문제와 연결했다. 법무부 역시 이들 언론사의 일부 보도가 국가안보를 위협한다고 주장하면서 미사일 비축량과 백악관 무도회장 건설 등에 관한 보도를 사례로 들었다. 반면 세 언론사는 출입 금지 조치가 미국 수정헌법 제1조가 보장하는 언론의 자유와 적법절차 권리를 침해한다며 소송을 제기했다. 켈리 판사는 현재 기록만으로는 출입증 취소가 국가안보 보호에 필요했다는 행정부의 주장을 뒷받침할 충분한 근거가 없다고 판단했다. 이번 사태는 트럼프 대통령이 유엔총회 참석과 시진핑 중국 국가주석의 백악관 방문 등 주요 외교 일정을 소화하는 가운데 발생했다. CNN은 ABC, CBS, FOX뉴스, NBC와 함께 백악관 TV 풀을 구성하는 5개 언론사 중 하나다. TV 풀은 대통령 관련 취재를 분담하고 촬영 영상을 다른 언론사에 제공한다. CNN 등에 대한 출입 금지 이후 TV 풀에 참여하는 언론사들은 CNN과의 연대 차원에서 공동 취재를 중단했다. 이에 따라 시 주석이 목요일 오전 백악관 사우스론에 도착했을 당시 TV 풀 카메라가 설치되지 않았고, FOX뉴스와 MS NOW, CNN은 두 정상의 도착 행사를 생중계하지 않았다. 트럼프 대통령은 이날 백악관 집무실에서 시 주석을 환영하면서 사진기자들을 향해 중국 기자들이 가장 우호적인 언론인들이라는 취지의 농담을 하기도 했다. 한편 켈리 판사의 결정은 트럼프 대통령이 또 다른 언론 관련 소송에서 법적 차질을 겪은 지 하루 만에 나왔다. 아이오와주 법원은 전날 트럼프 대통령이 2024년 대선을 앞두고 발표된 여론조사와 관련해 디모인 레지스터 신문과 여론조사 전문가 J. 앤 셀저 등을 상대로 제기한 소송을 기각했다. 스콧 비티 아이오와 지방법원 판사는 해당 여론조사가 법적으로 보호되는 표현에 해당한다고 판단했다. 9월 24일(현지시각) CNN 백악관 특파원 베시 클라인이 출입 복원을 명령한 법원의 결정에 따라 출입 권한을 되찾은 후 백악관에서 취재 업무를 하고 있다. [사진=로이터 뉴스핌] kwonjiun@newspim.com 2026-09-25 07:14
기사 번역
결과물 출력을 준비하고 있어요.
종목 추적기

S&P 500 기업 중 기사 내용이 영향을 줄 종목 추적

결과물 출력을 준비하고 있어요.

긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
안다쇼핑
Top으로 이동