[Àδõ½ºÆ®¸®´º½º ±Ç¼±Çü ±âÀÚ] ±¹³» ¿¬±¸ÁøÀÌ Â÷¼¼´ë žçÀüÁö·Î ºÒ¸®´Â ‘Æä·Îºê½ºÄ«ÀÌÆ® žçÀüÁö’ÀÇ ¼¼°è ÃÖ°í È¿À² °æ½Å¿¡ ¼º°øÇß´Ù.
UNIST(¿ï»ê°úÇбâ¼ú¿ø, ÃÑÀå ÀÌ¿ëÈÆ)´Â UNIST ±èÁø¿µ ¿¡³ÊÁöÈÇаøÇаú ±³¼ö¿Í Çѱ¹¿¡³ÊÁö±â¼ú¿¬±¸¿ø ±èµ¿¼® Ã¥ÀÓ¿¬±¸¿ø ¿¬±¸ÆÀÀÌ ½ºÀ§½º ·ÎÀÜ°ø´ë(EPFL) ¿¬±¸Áø°ú °øµ¿À¸·Î ž籤À» Àü±â¿¡³ÊÁö·Î ÀüȯÇÏ´Â È¿À²(±¤ÀüÈ¿À²)ÀÌ 25.6%¿¡ À̸£´Â Æä·Îºê½ºÄ«ÀÌÆ® žçÀüÁö¸¦ °³¹ßÇß´Ù°í 4¿ù 6ÀÏ ¹àÇû´Ù. À̹ø 25.6% ±¤ÀüÈ¿À²Àº Áö³ 2¿ù Çѱ¹ÈÇבּ¸¿ø ÈÇмÒÀ翬±¸º»ºÎ ¼Àå¿ø Ã¥ÀÓ¿¬±¸¿ø ¿¬±¸ÆÀÀÌ ‘³×ÀÌó’¿¡ ³í¹®À» ÅëÇØ ¹ßÇ¥ÇÑ ±¤ÀüÈ¿À² 25.2%¸¦ ¶Ù¾î³Ñ´Â ¼¼°è ÃÖ°í ±â·ÏÀÌ´Ù. À̹ø ¿¬±¸°á°ú´Â ±¹Á¦ÇмúÁö ‘³×ÀÌó’ 4¿ù 5ÀÏÀÚ¿¡ °ÔÀçµÆ´Ù.
Æä·Îºê½ºÄ«ÀÌÆ® žçÀüÁö¸¦ µé°í ÀÖ´Â ¿¬±¸Áø [»çÁø=UNIST] |
Çѱ¹¿¡³ÊÁö±â¼ú¿¬±¸¿ø ±èµ¿¼® Ã¥ÀÓ¿¬±¸¿øÀº “°³¹ßµÈ ¹°Áú·Î È¿À²À» ±Ø´ëÈÇÒ ¼ö ÀÖ´Â ±¸Á¶ÀÇ Å¾çÀüÁö ¼¿(cell)À» ¼³°èÇÏ°í Á¦ÀÛÇØ 25.2%ÀÇ ³ôÀº °øÀÎ ±â·Ï(¹Ì Newport °ø½ÄÀÎÁõ)µµ È®º¸Çß´Ù”¶ó¸ç, “µ¿ÀÏÇÑ Ç°ÁúÀÇ ÀüÁö¸¦ ¸¸µå´Â °ÍÀÌ °¡´ÉÇØ »ó¿ëÈ¿¡ À¯¸®ÇÒ °Í”À̶ó°í ¹àÇû´Ù.
Æ÷¸ÞÀÌÆ® È°¿ëÇØ Æä·Îºê½ºÄ«ÀÌÆ® È¿À² 10% ÀÌ»ó ³ô¿©
Æä·Îºê½ºÄ«ÀÌÆ®´Â ÇϳªÀÇ À½À̿°ú µÎ °³ÀÇ ¾çÀÌ¿ÂÀÌ °áÇÕÇØ ±ÔÄ¢ÀûÀÎ ÀÔü±¸Á¶(°áÁ¤)¸¦ °®´Â ¹°ÁúÀÌ´Ù. ÇÕ¼ºÀÌ ½±°í Àú·ÅÇØ Å¾籤 ¹ßÀü ¿ø°¡¸¦ ³·Ãâ ¼ö ÀÖ¾î Â÷¼¼´ë žçÀüÁö ¼ÒÀç·Î °ü½ÉÀ» ¹Þ°í ÀÖ´Ù.
ÀÏ°ú Áß Å¾çÀÌ ¶° ÀÖ´Â À§Ä¡¿¡ µû¶ó ¹ßÀüÈ¿À²ÀÌ Å©°Ô ´Þ¶óÁö´Â ½Ç¸®ÄÜ Å¾çÀüÁö¿Í ´Þ¸® ÀԻ簢¿¡ ¹Î°¨ÇÏÁö ¾Ê¾Æ ¼³Ä¡ À§Ä¡¿¡ Á¦¾àÀÌ ÀûÀº ÀåÁ¡À» °®°í ÀÖ´Ù. ¶Ç ±âÁ¸ ½Ç¸®ÄÜ µîÀÇ ¹«±â¹° ÀüÀÚ ¼ÒÀÚ¿Í ºñ±³ÇØ °øÁ¤ °úÁ¤ÀÌ °£´ÜÇÏ°í Á¦ÀÛºñ¿ëÀÌ Àú·ÅÇÏ´Ù.
ÇÏÁö¸¸ Æä·Îºê½ºÄ«ÀÌÆ® žçÀüÁö´Â ±¤ÀüÈ¿À²ÀÌ ½Ç¸®ÄÜ Å¾çÀüÁö¿¡ ¹ÌÄ¡Áö ¸øÇÏ°í, ³»±¸¼ºµµ ¶³¾îÁö´Â ´ÜÁ¡ÀÌ ÀÖ´Ù. À̸¦ °³¼±Çϱâ À§ÇØ ¾çÀÌ¿ÂÀÇ Á¶ÇÕ µîÀ» ¹Ù²ã È¿À²°ú ¹°ÁúÀÇ ¾ÈÁ¤¼ºÀ» °³¼±ÇÏ·Á´Â ¿¬±¸°¡ ±×µ¿¾È È°¹ßÈ÷ Àü°³µÅ¿Ô´Ù.
¿¬±¸ÆÀÀº À̹ø ¿¬±¸¿¡¼ Æä·Îºê½ºÄ«ÀÌÆ®¸¦ ÀÌ·ç´Â À½ÀÌ¿Â ÀϺÎ(¿ë¾×ÇÔ·® 2%)¸¦ Æ÷¸ÞÀÌÆ®(HCOO-)¶õ ¹°Áú·Î ±³Ã¼ÇÏ´Â ¹æ½ÄÀ¸·Î ÀüÁö È¿À²°ú ³»±¸¼ºÀ» Çâ»ó½ÃÄ×´Ù. UNIST ±èÁø¿µ ±³¼ö´Â “¾ÆÀÌ¿Àµò(I-)À̳ª ºê·Ò(Br-) À̿¸¸À» À½ÀÌ¿Â ÀÚ¸®¿¡ ¾µ ¼ö ÀÖ´Ù´Â °íÁ¤°ü³äÀ» ²£´Ù”¶ó¸ç, “Æ÷¸ÞÀÌÆ®ÀÇ Å©±â°¡ ±âÁ¸ À½À̿°ú ºñ½ÁÇÏ´Ù´Â µ¥¼ À̹ø ¿¬±¸¸¦ Âø¾ÈÇß´Ù”°í ¼³¸íÇß´Ù.
Æ÷¸ÞÀÌÆ®¸¦ ÷°¡ÇØ °³¹ßÇÑ Æä·Îºê½ºÄ«ÀÌÆ® ÀüÁö [»çÁø=UNIST] |
Æ÷¸ÞÀÌÆ®´Â Æä·Îºê½ºÄ«ÀÌÆ® ¼ÒÀç ³»ºÎÀÇ ±ÔÄ¢ÀûÀÎ ÀÔü±¸Á¶°¡ ´Ü´ÜÈ÷ ¼ºÀåÇÏ´Â °ÍÀ» µ½´Â´Ù. Æ÷¸ÞÀÌÆ®°¡ ±Ý¼Ó ¾çÀ̿°ú »óÈ£ÀÛ¿ëÇØ °áÇÕ·ÂÀ» °ÈÇϱ⠶§¹®ÀÌ´Ù. ÀÔü±¸Á¶°¡ ±ÔÄ¢ÀûÀ¸·Î Àß ÀÚ¶õ ¼ÒÀç(°áÁ¤¼ºÀÌ ¿ì¼öÇÑ ¼ÒÀç)¸¦ ¾²¸é ÀüÁö È¿À²ÀÌ ³ô´Ù. ½ÇÁ¦·Î À̹ø ¿¬±¸¿¡¼´Â Æ÷¸ÞÀÌÆ®¸¦ ÷°¡ÇÏÁö ¾ÊÀº Æä·Îºê½ºÄ«ÀÌÆ® ÀüÁö ´ëºñ È¿À²ÀÌ 10% ÀÌ»ó Çâ»óµÈ ¿¬±¸ °á°ú°¡ ³ª¿Ô´Ù.
¿¬±¸ÆÀÀº À̹ø ¿¬±¸¿¡¼ ‘À¯»çÇÒ·Î°Õ À½ÀÌ¿Â ¹°Áú’(Pseudo-halide Anion)ÀÎ Æ÷¸ÞÀÌÆ®(HCOO-)¸¦ Æä·Îºê½ºÄ«ÀÌÆ® ±¸Á¶¿¡ ³Ö¾î »óÈ£ÀÛ¿ëÇÏ´Â ±â¼úÀ» ¼¼°è ÃÖÃÊ·Î °³¹ßÇß´Ù. Æä·Îºê½ºÄ«ÀÌÆ® ±¤È°¼ºÃþÀÇ Àü±âÀû·ÈÇÐÀû ¼ºÁúÀ» ȹ±âÀûÀ¸·Î Çâ»óÇϴµ¥ ¼º°øÇß´Ù.
Æ÷¸ÞÀÌÆ®´Â ÀÌÀü¿¡ ¿¬±¸µÇÁö ¾Ê¾Ò´ø ¹°ÁúÀ̶ó ±âÃÊÀûÀÎ ¿µ¿ª¿¡¼ºÎÅÍ ºÐ¼®Çß´Ù. ¸ÕÀú ÄÄÇ»ÅÍ ½Ã¹Ä·¹À̼ÇÀ» ÀÌ¿ëÇØ Æä·Îºê½ºÄ«ÀÌÆ® ±¸Á¶ ³» ÀÌ ¹°ÁúÀÇ È£È¯¼ºÀ» ¿¹ÃøÇÏ´Â °úÁ¤À» °ÅÃÆ´Ù. ±× ÈÄ Æ÷¸ÞÀÌÆ® ¹°ÁúÀÌ Æä·Îºê½ºÄ«ÀÌÆ® ±¸Á¶¿¡¼ ¾î¶² ¿ªÇÒÀ» ÇÏ´ÂÁö ¹àÇô³»´Â µ¥ ÃÊÁ¡À» ¸ÂÃè´Ù.
¿¬±¸ °á°ú, Æ÷¸ÞÀÌÆ®´Â ±¤È°¼ºÃþÀÎ Æä·Îºê½ºÄ«ÀÌÆ® ¹Ú¸·ÀÌ ÀüÇÏÀÇ ¼ö¸íÀ» ±âÁ¸¿¡ ºñÇØ 50% °¡±îÀÌ Áõ°¡½ÃÄÑ ¸¹Àº ÀüÇϸ¦ Àü±â¿¡³ÊÁö·Î ¹Ù²ð ¼ö ÀÖ°Ô Çß´Ù. ž籤 ÀÚ±ØÀ» ¹ÞÀº Æä·Îºê½ºÄ«ÀÌÆ® ¹°ÁúÀº ÀüÀÚ(À½ÀüÇÏ ÀÔÀÚ)¿Í Á¤°ø(¾çÀüÇÏ ÀÔÀÚ)À» ³»´Âµ¥ ÀÌ µÑÀº À̸¥ ½Ã°£¿¡ Àç°áÇÕÇØ(recombination) »ç¶óÁö´Â Ư¼ºÀÌ ÀÖ´Ù. Æ÷¸ÞÀÌÆ®´Â À̸¦ ¸·´Â ¿ªÇÒÀ» ÇÑ´Ù. ¶Ç Æä·Îºê½ºÄ«ÀÌÆ® ¹Ú¸·ÀÇ ÀÔÀÚ Å©±â¸¦ Å°¿ï ¼ö ÀÖÀ» »Ó¸¸ ¾Æ´Ï¶ó ¼öÁ÷¼ºÀåÀ» °¡´ÉÇÏ°Ô ¸¸µé¾î °áÁ¤¼ºÀ» Çâ»ó½ÃÄ×´Ù.
ÀÛµ¿ ¾ÈÁ¤¼º, 450½Ã°£ µ¿¾È Ãʱâ È¿À²ÀÇ 80% ÀÌ»ó À¯Áö
¿¬±¸ÆÀÀº Æä·Îºê½ºÄ«ÀÌÆ® ¹Ú¸·¿¡¼ Æ÷¸ÞÀÌÆ® ¹°ÁúÀÌ ±âÁ¸ ÇÒ·Î°Õ ¹°Áú(ÀÌÀÌ¿Àµò, ºê·Ò)µé°ú ºñ±³ÇØ ¾î¶² ¸é¿¡¼ ¶Ù¾î³ Ư¼ºÀÌ ÀÖ´ÂÁöµµ ºÐ¼®Çß´Ù. Æ÷¸ÞÀÌÆ®´Â ÇÒ·Î°Õ À½ÀÌ¿ÂÀ¸·Î »ç¿ëµÇ°í ÀÖ´ø Br-, I-, Cl-¿Í BF- º¸´Ù À½ÀÌ¿Â °ø¼®(¿øÀÚ°¡ ÀÖ¾î¾ß ÇÒ ÀÚ¸®°¡ ºñ¾î ÀÖ´Â °Í)¿¡ ´ëÇÑ °áÇÕ¿¡³ÊÁö°¡ ³ô¾Æ ±¤È°¼ºÃþ ³» °áÇÔÀ» ºü¸£°Ô ¸·¾ÆÁشٴ »ç½ÇÀ» ºÐÀÚµ¿¿ªÇÐÀû ½Ã¹Ä·¹À̼Ç(Molecular dynamic simulation)À» ÅëÇØ È®ÀÎÇß´Ù. ºóÀÚ¸®¸¦ ºü¸£°Ô ¸Þ¿ö °áÇÔÀ» Á¦°ÅÇÏ´Â ¼ÀÀÌ´Ù. °áÇÔ ÀÚ¸®¿¡¼ ž籤 »ý¼º ÀüÇÏ ÀÔÀÚ°¡ ¼Ò¸êÇϱ⠶§¹®¿¡ °áÇÔÀÌ ÀûÀ»¼ö·Ï È¿À²ÀÌ ³ô´Ù. ¶Ç ÃÖ»ó Ç°ÁúÀÇ Æä·Îºê½ºÄ«ÀÌÆ® ¹Ú¸· °áÁ¤À» ¾ò±â À§ÇØ »ç¿ëµÇ´Â ¹°ÁúÀÇ ³óµµ»Ó¸¸ ¾Æ´Ï¶ó ½ÇÇè½Ç ³»ÀÇ ¿Âµµ¿Í ½Àµµ±îÁö ¼¼¼¼ÇÏ°Ô Á¦¾îÇß´Ù.
°³¹ßµÈ ±¤È°¼ºÃþÀ» ÀÌ¿ëÇÑ Å¾çÀüÁöÀÇ ±¸Á¶´Â ¸ÞÁ¶½ºÄÚÇÈ ±¸Á¶¸¦ »ç¿ëÇß´Ù. ÀÌ ±¸Á¶´Â Æò¸é±¸Á¶¿Í ºñ±³ÇØ ÀüÁöÀÇ ¾ÈÁ¤¼ºÀÌ ¶Ù¾î³ª°í Æä·Îºê½ºÄ«ÀÌÆ®ÀÇ È÷½ºÅ׸®½Ã½º(Hysteresis) Ư¡À» È¿À²ÀûÀ¸·Î ¾ïÁ¦ÇÒ ¼ö ÀÖ¾î ³Î¸® »ç¿ëµÈ´Ù. ÀÌ ÀüÁöÀÇ Àü·Âº¯È¯È¿À²Àº ÇöÀç ³í¹® Ãâ°£µÈ È¿À² Áß ÃÖ°í È¿À²ÀÎ 25.6%¸¦ ±â·ÏÇß´Ù. ¹Ì±¹ÀÇ °øÀÎÀÎÁõ±â°üÀÎ Newport¿¡¼µµ 25.21±0.8%ÀÇ Àü·Â º¯È¯ È¿À²À» ÀÎÁõ ¹Þ¾Ò´Ù.
±â·ÏÀûÀÎ Àü·Âº¯È¯È¿À²Àº Æä·Îºê½ºÄ«ÀÌÆ® ±¤È°¼ºÃþÀÇ ¶Ù¾î³ Àü±âÀû·±¤ÇÐÀû Ư¼º ¶§¹®ÀÌ´Ù. ƯÈ÷, °³¹æÀü¾Ð ¼Õ½ÇÀÇ °æ¿ì Shockley-Queisser°¡ Á¦½ÃÇÑ ÇÑ°èÄ¡ÀÇ 96%ÀÇ °ªÀ» ±â·ÏÇß°í, ÀÌ´Â À¯»çÇҷΰÕȹ°ÀÌ Æä·Îºê½ºÄ«ÀÌÆ® ¹Ú¸·³»ÀÇ ºñ¹æ»çÀç°áÇÕ(non-radiative recombination, »ý¼ºµÈ ÀüÀÚ¿Í Á¤°øÀÌ Àç°áÇÕÇÏ¸é¼ »ç¶óÁú ¶§ ¿¿¡³ÊÁö¸¦ ¹æÃâÇÏ´Â °Í)À» È¿°úÀûÀ¸·Î ÁÙ¿©Áà °¡´ÉÇß´Ù.
¹Ú¸·ºÀÁö(encapsulation) °úÁ¤ ¾øÀÌ 20%ÀÌÇÏÀÇ ½Àµµ¿¡¼ ¼·¾¾ 60¡É·Î ¿À» °¡ÇÒ ¶§ 1,000 ½Ã°£ µ¿¾ÈÀÇ ¾ÈÁ¤¼ºµµ È®º¸Çß´Ù. ƯÈ÷, Æä·Îºê½ºÄ«ÀÌÆ® žçÀüÁöÀÇ »ó¿ëÈ¿¡ °¡Àå Å« °É¸²µ¹ÀÌ µÇ´Â ÀÛµ¿ ¾ÈÁ¤¼º ºÎºÐ¿¡¼µµ 450½Ã°£ µ¿¾È Ãʱâ È¿À²ÀÇ 80% ÀÌ»óÀ» À¯ÁöÇß´Ù.
¿¬±¸ÆÀÀº “ÀÌ ¹°ÁúÀº ƯÈ÷ ¹úÅ©(bulk) ±¸Á¶ÀÇ Çü¼º¿¡ µµ¿òÀ» Áà Æä·Îºê½ºÄ«ÀÌÆ® ¹ß±¤ ´ÙÀÌ¿Àµå, µðÅØÅÍ(¼¾¼), ¿Àü¼ÒÀÚ ¿¬±¸¿¡µµ È°¿ëµÇ°í ÀÖ´Ù”¸ç, “À¯¿¬ÇÑ Çʸ§À» ÄÚÆÃÇÒ ¶§ »ç¿ëÇÏ´Â ¿ë¾×°øÁ¤À¸·Î Á¦ÀÛÇÏ¸é ±¸ºÎ·¯Áö°í ÈÖ¾îÁö´Â ¿þ¾î·¯ºí ±â±â¿¡µµ Àû¿ëÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù”°í ¹àÇû´Ù.
À̹ø ³í¹®ÀÇ Á¦1ÀúÀÚÀÎ Á¤Àç±â UNIST ¹Ú»ç(úÞ ·ÎÀÜ°ø´ë)´Â “Æ÷¸ÞÀÌÆ®°¡ Æä·Îºê½ºÄ«ÀÌÆ® °áÁ¤ ³» À½ÀÌ¿Â ÀÚ¸®¿¡¼ ÁÖÀ§ ¿ø¼Òµé°ú »óÈ£ÀÛ¿ë ÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù´Â °ÍÀ» ¼¼°è ÃÖÃÊ·Î ¹àÇô³Â´Ù´Â Á¡¿¡¼ Çй®Àû Àǹ̵µ Å©´Ù”¸ç “À̹ø ¿¬±¸·Î Æä·Îºê½ºÄ«ÀÌÆ® ¹°Áú ¿¬±¸ÀÇ ¹æÇ⼺À» »õ·Ó°Ô Á¦½ÃÇß´Ù”¶ó°í ¼³¸íÇß´Ù.
[±Ç¼±Çü ±âÀÚ (news@industrynews.co.kr)]
[ÀúÀÛ±ÇÀÚ © ¼Ö¶óÅõµ¥ÀÌ, ¹«´Ü ÀüÀç ¹× Àç¹èÆ÷ ±ÝÁö]