종이에 제작된 투명 페로브스카이트 태양전지
최근 광전 변환 소자인 페로브스카이트 태양전지(PSC)는 뛰어난 전력 변환 효율(PCE)과 낮은 제조 비용을 보여주고 있으며, 기존의 실리콘 기반 태양전지를 대체하고 현재 시급한 에너지 문제를 해결할 수 있는 가장 유망한 소자 중 하나로 부상하고 있다.
그중에서도 특히 유연성 PSC는 적용 범위가 훨씬 넓어 웨어러블 전자기기의 급속한 발전을 촉진하고, 소비자 전자제품 분야에 중대한 패러다임 전환을 가져올 수 있다. 현재의 유연성 PSC는 생분해되지 않는 석유 기반 고분자 기판을 사용하며, 이를 폐기할 경우 ‘백색 오염’을 악화시킬 것이다. 따라서 친환경적이고 생분해되며 저비용인 유연성 기판을 개발하는 것은 유연성 PSC에 대한 훌륭한 대안이 될 것이다.
개질된 나노셀룰로오스 종이는 유연한 페로브스카이트 태양전지는 물론, 잠재적으로 다른 친환경 유연 소자에도 탁월한 생분해성 기판으로 입증되었다.
난징 공과대학교 첨단재료연구소의 황웨이(Wei Huang) 교수가 이끄는 중국 과학자 팀은 투명한 나노셀룰로오스 종이 위에 유연한 페로브스카이트 태양전지를 제작했다. 이는 순수 나노셀룰로오스 종이의 기계적·광학적 특성과 방수 능력을 향상시키는 처리 공정을 개발한 후에야 비로소 가능해졌다.
개질된 기판 위에 제작된 플렉서블 태양전지는 0.56 W g⁻¹의 높은 비출력을 보일뿐만 아니라 우수한 안정성과 기계적 내구성을 나타낸다. 나노셀룰로오스 종이의 또 다른 주요 장점은 생분해성인데, 이로 인해 차세대 친환경 플렉서블 전자기기를 위한 기판으로서 PEN이나 PET보다 더 우수한 선택지이다.
출처: Nature.com
