환경오염에 따른 기후변화와 탄소중립이 화두가 되면서 전 세계적으로 친환경 에너지에 대한 연구가 확대되고 있습니다. 이에 따라 다양한 친환경 에너지가 개발되고 있는데요. 이 중 태양광 에너지는 무공해의 태양에너지를 전기에너지로 변환시켜 사용하는 친환경 에너지로 각광받고 있습니다.
온실가스를 배출하지 않는다는 장점을 가지고 있지만, 화석연료에 비해 에너지 효율과 경제성이 떨어진다는 단점이 있어 아직 연구가 필요한 에너지인데요.
최근에는 이러한 단점이 개선된 차세대 태양전지 페로브스카이트가 개발되고 있다는 사실. 알고 계신가요?.
페로브스카이트는 세계가 주목하는 친환경 에너지입니다. 육방면체 구조를 지닌 반도체 물질로 회티타늄석이라고 불리며 러시아 광물학자 페로브스키가 1839년 우랄산맥에서 처음 발견하여 그의 이름을 따서 만들어졌습니다.
전기전도성이 뛰어난 결정구조를 가진 페로브스카이트는 메틸암모늄, 포름아미디늄과 같은 무기물, 유기물 등을 섞어 만들며 *AMX3와 같은 결정구조를 갖는 물질을 총칭하는 용어라고 볼 수 있습니다.
*AMX3는 유기 양이온 A, 금속 양이온 M, 할로겐화물 또는 산화물 X로 구성되며 두 종류의 양이온(A,M)과 한 종류의 음이온(X)이 결합하여 3차원의 결정을 이루는 구조를 말합니다.
페로브스카이트 태양전지는 빛 에너지가 전기 에너지로 변환되는 광전지 효과에 기반하는 태양광 발전의 핵심 부품인데요. 페로브스카이트 태양 전지의 활성층은 일반적으로 납, 요오드 및 유기 분자의 혼합물로 구성되며, 빛이 이 층에 닿으면 전자가 재료를 통해 흘러 전류를 생성하고 두 개의 전극 사이에 끼워져 전하를 수집하고 회로를 형성합니다.
이러한 과정을 통해 세포는 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하여 광전지 효과를 생성하는데요. 태양전지는 빛을 많이 흡수할수록 다량의 전자가 발생해 높은 전류를 만들게 됩니다. 3세대인 페로브스카이트 태양전지는 1세대 실리콘, 2세대 박막 태양전지에 비해 높은 에너지 효율과 경제성을 보유하고 있어 상용화된 미래가 기대되는 에너지입니다.
페로브스카이트 태양전지는 세계가 주목하는 차세대 에너지원인 만큼 기존 태양전지에 비해 다양한 장점을 가지고 있는데요.
첫 번째, 고온 가열, 고진공 프로세스가 필요치 않은 간편한 제작 과정
두 번째, 기존 태양전지 대비 월등한 원가 경제성
세 번째, 박막 형태로 사용 분야가 무궁무진함
이러한 장점뿐만 아니라 반도체 장비 및 에너지 전문기업인 유니테스트가 새만금 산업단지에 1,213억을 투자하여 24년 말 완공을 목표로 페로브스카이트 태양전지 제조공장을 건설 중입니다.
사용처가 폭넓은 만큼 상용화된다면 건물, 자동차, 스마트폰 등 전력을 사용하는 모든 곳에 설치할 수 있으며 우리 생활과 친환경 에너지원에 큰 발전이 있을 것으로 예상되는데요. 하루 빨리 페로브스카이트에 대한 연구 개발이 진전되어 더 많은 곳에서 페로브스카이트가 사용되었으면 좋겠습니다.
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