전체기사

2026.03.29 (일)

  • 구름많음동두천 20.3℃
  • 맑음강릉 14.7℃
  • 구름많음서울 18.6℃
  • 구름많음대전 18.8℃
  • 연무대구 17.2℃
  • 연무울산 17.8℃
  • 맑음광주 19.5℃
  • 연무부산 17.2℃
  • 맑음고창 20.0℃
  • 흐림제주 21.0℃
  • 구름많음강화 15.4℃
  • 구름많음보은 16.6℃
  • 맑음금산 18.2℃
  • 맑음강진군 18.8℃
  • 구름많음경주시 19.0℃
  • 맑음거제 16.6℃
기상청 제공

지역네트워크

UNIST 석상일 교수팀, 박막 구성층 물리화학 결함 없이 연결하는 중간층 생성법 발견

URL복사

 

[시사뉴스 정은주 기자] 이종(異種) 소재를 무결점으로 연결하는 방법으로 박막 태양전지의 전력 생산 효율과 안정성을 동시에 높이는 새로운 기술이 개발됐다. 최고 권위 과학저널인 네이처(Nature)지는 이 같은 연구 결과를 지난 20일(현지시각)자로 온라인에 공개했다.  

 

UNIST(총장 이용훈) 에너지화학공학과 석상일 특훈 교수팀은 박막 태양전지 구성층 사이에 집중된 결함을 최소화할 수 있는 중간층의 생성 원리를 밝혀내고, 이를 페로브스카이트 태양전지에 적용해 25.8% 효율을 갖는 전지를 개발했다. 이는 논문으로 공식 보고된 세계 최고 효율이다. 미국 재생에너지연구소(National Renewable Energy Laboratory)에서 인증 받은 공인 기록도 25.5%로 가장 높다.
 

이 중간층은 박막형태 이종소재 구성층 사이에서 완충재 역할을 해 결함을 획기적으로 줄인다. 결함은 내구성뿐만 아니라 전자(전기입자)의 흐름을 방해해 효율도 떨어뜨린다. 특히 구성 원소와 원자가 배열된 모양 자체가 다른 이종 소재가 맞닿는 지점(계면)에서는 배열이 찌그러져 원자가 빠지는 등의 결함이 쉽게 생긴다. 구성층 끼리 약한 물리적 결합으로만 연결되기 때문이다. 
 

연구팀은 전자전달층과 페로브스카이트 광활성층간에 생성된 이 중간층 물질을 실험을 통해 입증했다. 확인 결과 이 물질은 전자전달층과 광활성층을 원자 수준에서 결함 없이(atomically coherent)연결했다. 포항가속기연구소 X-선 빔라인 등을 실험에 활용했다. 
   

이러한 중간층은 전자전달층의 주석 성분 덕분에 만들어졌다. 주석(Sn)은 2가 양이온 (Sn2+)인 동시에 4가 양이온(Sn4+)이 될 수 있다. 또 전자전달층내 산소 이온뿐만 아니라 페로브스카이트의 염소 이온과도 결합할 수 있다. 연구팀은 바로 이 두 가지 원리에서 착안해 전자전달층과 페로브스카이트를 원자단위에서 결정구조학적으로 연결하는 중간층을 얻을 수 있었다.    
 

석상일 교수는 “페로브스카이트 광활성층과 전자전달층의 소재와 구조에 대한 심도 있는 이해를 바탕으로 효율과 안정성을 모두 갖춘 페로브스카이트 태양전지를 개발할 수 있었다”고 설명했다. 
 

석 교수는 이어 “세계 최고의 인증 효율을 달성한 것은 물론 이를 체계적으로 분석하는 접근법은 후속 연구자들에게 큰 영감을 줄 수 있다는 점에서 뜻깊은 연구”라고 설명했다. 
 

석 교수는 페로브스카이트 태양전지로 마의 효율이라 불렸던 20%를 처음 넘긴 것은 물론, 세계 최고의 공인 효율을 스스로 다섯 차례나 경신했다. 지금도 세계 최고의 기록을 보유하고 있다. 이러한 결과는 지난 2012년에 독자적으로 개발한 페로브카이트 이종접합태양전지 구조 덕분이다. 현재 24%가 넘는 고효율 페로브스카이트 태양전지의 대부분은 이 구조를 갖는다. 또 세계 최고 권위의 과학저널(journal)인 네이처와 사이언스(Science)에 보고한 논문도 이번으로 8편째에 이른다. 지난 9월에는 페로브스카이트 태양전지의 탄생과 개발에 기여한 공로로, 2022 랭크 광전자공학상(Rank Prize in Optoelectronics)에 공동 수상자로 선정된바 있다. 영국 랭크 재단에서 수여하는 이 상은 노벨상 수상자를 배출한 저명 과학상이다. 
 

한편, 페로브스카이트 태양전지는 상용화된 실리콘 태양전지와 달리 얇고 가볍고, 유연하게 만들 수 있다. 용액 공정으로 값싸게 만들 수 있어 차세대 태양전지로 꼽힌다. 전하입자(전자, 정공)를 만드는 광활성층 물질로 페로브스카이트를 쓴다. 
 

이번 연구에는 UNIST 반도체소재·부품대학원 신태주 교수(UNIST 연구지원본부 본부장), 포항가속기연구소 김민규 박사, UNIST 민한울 연구원, 이도윤 연구원 등이 참여했다. 연구 수행은 한국연구재단 리더연구자지원사업, 국방과학기술연구소(ADD) 미래도전 국방기술사업 등의 지원으로 이뤄졌다.
 

저작권자 Ⓒ시사뉴스
제보가 세상을 바꿉니다.
sisa3228@hanmail.net





커버&이슈

더보기
【특집-김광열 영덕군수】 "영덕, 미래를 준비하는 지역으로"
[시사뉴스 박순보 기자] 이번 6.3 지방선거는 단순한 지방자치단체장·지방의회 의원 선출을 넘어 ▲정권에 대한 평가 ▲중앙 정치 영향력의 반영 ▲행정구역 재편에 따른 새로운 선거구 조정 ▲선거 질서 관리 강화 등의 이슈가 복합적으로 작동하는 중요한 정치 이벤트로 평가되고 있다. 2024년 말 비상계엄 사태와 2025년 정권 교체(탄핵 등 정치적 격변 시나리오 포함) 이후 치러지는 선거인 만큼, 민심의 향방이 어디로 향할지가 최대 관심사이다. 집권 여당이 된 민주당은 지방권력을 새로 잡거나 수성해야 하는 입장이고, 야당이 된 국민의힘은 상황 반전을 위한 토대마련이라는 절체절명의 위기감을 극복해야 하는 양상이다. 특히, 정치 양극화와 중앙정치 흐름이 지역 민심에 어떻게 반영될지 주목되고 있는 가운데 경북 영덕군수에 출사표를 던진 김광열 군수를 만나 어떤 군수가 될 것인가에 대해 들어보았다. 【편집자주】 40여 년 영덕 행정 전문가에서 군수로 보낸 지난 4년은 어떤 시간이었나? 저에게 지난 4년은 40년 행정 경험을 ‘결과로 증명한 시간’이었습니다. 9급 공무원으로 시작해 현장을 가장 잘 아는 행정가로서, 군민의 삶을 실제로 바꾸는 데 집중해 왔습니다. 취임 직후

정치

더보기
【특집-김광열 영덕군수】 "영덕, 미래를 준비하는 지역으로"
[시사뉴스 박순보 기자] 이번 6.3 지방선거는 단순한 지방자치단체장·지방의회 의원 선출을 넘어 ▲정권에 대한 평가 ▲중앙 정치 영향력의 반영 ▲행정구역 재편에 따른 새로운 선거구 조정 ▲선거 질서 관리 강화 등의 이슈가 복합적으로 작동하는 중요한 정치 이벤트로 평가되고 있다. 2024년 말 비상계엄 사태와 2025년 정권 교체(탄핵 등 정치적 격변 시나리오 포함) 이후 치러지는 선거인 만큼, 민심의 향방이 어디로 향할지가 최대 관심사이다. 집권 여당이 된 민주당은 지방권력을 새로 잡거나 수성해야 하는 입장이고, 야당이 된 국민의힘은 상황 반전을 위한 토대마련이라는 절체절명의 위기감을 극복해야 하는 양상이다. 특히, 정치 양극화와 중앙정치 흐름이 지역 민심에 어떻게 반영될지 주목되고 있는 가운데 경북 영덕군수에 출사표를 던진 김광열 군수를 만나 어떤 군수가 될 것인가에 대해 들어보았다. 【편집자주】 40여 년 영덕 행정 전문가에서 군수로 보낸 지난 4년은 어떤 시간이었나? 저에게 지난 4년은 40년 행정 경험을 ‘결과로 증명한 시간’이었습니다. 9급 공무원으로 시작해 현장을 가장 잘 아는 행정가로서, 군민의 삶을 실제로 바꾸는 데 집중해 왔습니다. 취임 직후

경제

더보기
이재명 대통령 “세제, 금융, 규제 권한 행사만으로 충분히 집값안정 이룰 수 있다”
[시사뉴스 이광효 기자] 이재명(사진) 대통령이 정부는 세제, 금융, 규제 권한 행사만으로 충분히 집값 안정을 이룰 수 있음을 강조했다. 이재명 대통령은 28일 엑스(X·옛 트위터)에 글을 올려 “청와대는 다주택 공직자에게 집을 팔아라 말아라 하지 않는다”라며 “정부는 세제, 금융, 규제 권한 행사만으로도 충분히 집값안정을 이룰 수 있기 때문이다”라고 밝혔다. 이어 “5급 이상 공직자라도 손해와 위험을 감수하며 다주택을 유지하겠다면 그것은 그의 자유이고 그 결과인 손실은 그의 책임일 뿐이다”라며 “청와대가 다주택 미해소를 이유로 승진배제 불이익을 주며 사실상 매각을 강요할 필요는 전혀 없다”고 설명했다. 국민의힘 장동혁 당 대표는 27일 페이스북에 글을 올려 “강남 집값 내렸다고 정부가 생색내는 동안 다른 지역의 아파트 값은 다 뛰고 전월세는 폭등하고 있다”며 “이재명 정권의 잘못된 부동산 정책이 청년들의 주거 사다리를 끊고 서민들의 고통만 더하고 있다. 국민의힘이 바로잡겠다”고 비판했다. 이에 대해 더불어민주당 김현정 원내대변인은 27일 서면브리핑을 해 “수억원대 빚을 내서 비싼 집을 사라는 것이 국민의힘이 말하는 ‘주거 사다리’냐?”라며 “정부는 단순히


문화

더보기

오피니언

더보기
【박성태 칼럼】 의도한 듯한 제작 연출은 ‘과유불급’이었다
최근 한 종합편성채널에서 방영된 트롯 경연 프로그램 ‘미스트롯4’가 큰 인기를 끌며 많은 화제를 낳았다. 매회 참가자들의 뛰어난 노래 실력과 화려한 무대가 시청자들의 눈과 귀를 사로잡았고, 프로그램은 높은 시청률 속에 대중의 관심을 받았다. 그러나 한편으로는 경연 프로그램의 연출 방식에 대해 생각해 보게 하는 장면도 적지 않았다. 특히 한 여성 참가자의 이야기는 방송 내내 시청자들의 감정을 강하게 자극했다. 그는 결승 무대에서 탑5를 가리는 마지막 순간까지 2위를 달리고 있었지만, 최종 국민투표에서 압도적인 득표를 얻어 순위를 뒤집고 결국 ‘진’의 자리에 올랐다. 실력 있는 가수가 정상에 오른 것은 분명 당연한 결과였고 반가운 일이었다. 하지만 이 과정을 지켜본 일부 시청자들 사이에서는 또 다른 평가도 나왔다. 우승 자체보다 방송이 보여준 연출 방식이 과연 적절했느냐는 문제 제기였다. 이 참가자는 이미 예선전부터 뛰어난 가창력과 안정된 무대매너로 주목을 받아왔다. 예선 1회전에서 ‘진’을 차지하며 일찌감치 강력한 우승 후보로 거론됐고, 무대마다 탄탄한 실력을 보여주며 심사위원과 관객의 호평을 받았다. 그는 10년 차 가수였지만 그동안 큰 기회를 얻지 못했던