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[IT뉴스]“미세한 뒤틀림도 한번에 잡아낸다”…UNIST, 태양전지 비파괴 검사기술 개발

온카뱅크관리자

2026-08-19 11:17:25

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">- X선 회절로 박막 전체 결정 배열·격자 변형 손상없이 분석</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="PTixctJ65B">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="f9dc64e098da41f0c7e0bd8925a9797bdf4ad612db708e0980248f63c016a25a" dmcf-pid="QynMkFiPtq" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="비파괴 2차원 X선 회절 매핑(2DXDM) 장치 구조.[UNIST 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202608/19/ned/20260819110943026ertr.png" data-org-width="1280" dmcf-mid="8rwPj5e45K" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202608/19/ned/20260819110943026ertr.png" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            비파괴 2차원 X선 회절 매핑(2DXDM) 장치 구조.[UNIST 제공]
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="c565a21128be83c12a26d681f9b0967d4ff744f6625ef26a918084023abfbc9a" dmcf-pid="xXNimuaetz" dmcf-ptype="general">[헤럴드경제=구본혁 기자] 페로브스카이트 태양전지의 결정 배열과 미세한 뒤틀림을 손상없이 한눈에 파악할 수 있는 비파괴 검사 기술이 개발됐다.</p>
          <p contents-hash="c401edfe2020523948e2a03e44bf4f7fecaff338690961ef0f55311872ab67ff" dmcf-pid="yJ0ZKc3GY7" dmcf-ptype="general">UNIST 김동석·신태주·김진영 교수팀은 한국화학연구원 신윤섭 박사와 함께 대면적 페로브스카이트 박막의 구조를 손상 없이 분석하는 2차원 X선 회절 매핑(2DXDM) 기술을 개발했다고 19일 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="bd185ba7c1fee997c5c7ea4f8576379aae6aac5c6550aae1a23e90473e81f94a" dmcf-pid="Wip59k0HXu" dmcf-ptype="general">페로브스카이트는 높은 광전변환효율과 낮은 공정 비용을 앞세워 실리콘 태양전지를 대체할 차세대 태양전지로 주목받고 있다. 하지만 소형 셀에서 높은 효율을 보이는 것과 달리 대면적으로 확대하면 효율이 급격히 떨어지는 문제가 있다.</p>
          <p contents-hash="a45f1cc5cac523199e719eba97af07779d6e6776834fbd457dbca05a8f36dad3" dmcf-pid="YnU12EpX5U" dmcf-ptype="general">대면적화 과정에서 페로브스카이트 박막이 불균일하게 성장하면서 박막 내부에 응력이 발생하고 전하 이동을 방해하기 때문이다. 이는 태양전지의 효율 저하는 물론 장기적인 열화로도 이어진다.</p>
          <p contents-hash="9f96b7c52935c5ebe8be5b46843a570a14a6b914ff29c4a30ece452c6b18b3ed" dmcf-pid="GLutVDUZHp" dmcf-ptype="general">연구팀이 개발한 기술은 이 같은 결정의 불균일과 격자 변형을 태양전지를 직접 잘라내지 않고 진단할 수 있는 기술이다. X선을 쐈을 때 박막 결정에서 나오는 회절무늬의 세기와 방향, 위치가 결정의 배열 방향과 격자가 눌리거나 늘어난 정도에 따라 달라지는 원리를 활용했다. 병원 CT가 여러 지점에서 얻은 X선 정보를 모아 몸속 영상을 재구성하듯, 이를 박막 전체에서 반복 측정해 중심부부터 가장자리까지 구조가 불균일한 위치와 정도를 지도처럼 한눈에 확인할 수 있게 된다.</p>
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="05f5ca73a06de57d05f60ff9d84f0f20a9b7c04ebeccfcf92273d6151e5dd2ce" dmcf-pid="Ho7Ffwu5Y0" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="김동석(왼쪽부터), 신태주 UNIST 교수, 신윤섭 한국화학연구원 박사, 김진영 UNIST 교수,  김동신 UNIST 연구원, 이재휘 UNIST 연구원.[UNIST 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202608/19/ned/20260819110943232zfwm.jpg" data-org-width="1280" dmcf-mid="6N2zMh9UGb" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202608/19/ned/20260819110943232zfwm.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            김동석(왼쪽부터), 신태주 UNIST 교수, 신윤섭 한국화학연구원 박사, 김진영 UNIST 교수, 김동신 UNIST 연구원, 이재휘 UNIST 연구원.[UNIST 제공]
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="7d33e8f80c4cb0c47bf537f76d1253bdd1a5f4e0107c637f4678fd75c48e2eab" dmcf-pid="Xgz34r71Z3" dmcf-ptype="general">연구팀은 이 기술을 적용해 두 종류의 용액 공정 가운데 더 균일한 박막을 만드는 방식을 찾아내고 고효율 대면적 태양전지도 만들어냈다. 원료 용액을 한 번에 떨어뜨린 뒤 기판을 회전시켜 펴는 정적 스핀코팅(SSC)과, 기판이 회전하는 동안 원료 용액을 방울 형태로 계속 공급하는 동적 스핀캐스팅(DSC)을 비교했을 때 동적 스핀캐스팅으로 제조한 페로브스카이트 박막의 품질이 더 우수했다.</p>
          <p contents-hash="811eb96f70c3d5671870382964cc857a988a3323827d09783f5af141d816fb22" dmcf-pid="Zaq08mzt5F" dmcf-ptype="general">동적 스핀캐스팅으로 제작한 100㎠급 태양광 전지 모듈은 실제 발전 면적 86.4㎠에서 23.0%의 광전변환효율을 기록했으며, 공인 효율은 22.75%를 기록했다. 이는 현재 비슷한 크기의 페로브스카이트 모듈 최고 공인 효율인 23.55%에 근접한 수준이다. 밀봉한 모듈은 1,000시간 동안 빛을 계속 비춘 뒤에도 초기 효율의 80% 이상을 유지했다.</p>
          <p contents-hash="c8df130d3d03fd68e3c30f3ebb31be78e6eae408ee12cec348eeafa29a803ef7" dmcf-pid="5zIDY8OcZt" dmcf-ptype="general">김동석 교수는 “대면적 페로브스카이트 박막에서는 국소 영역이 아닌 전체 면적의 구조 균일성을 파악하는 것이 중요하다”며 “이번 연구로 어떤 공정 조건에서 박막이 더 균일해지고 모듈 효율이 높아지는지를 알 수 있어, 고효율 대면적 태양전지의 제조 공정을 개선하는 데 활용될 수 있을 것”이라고 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="9f98f28aa662903ab15276e7705192d031100c651e9491fb7f636378a28c1621" dmcf-pid="1qCwG6Ik11" dmcf-ptype="general">이번 연구결과는 에너지 분야 국제학술지 ‘줄(Joule)’에 7월 23일 게재됐다.</p>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 헤럴드경제. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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