전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이
산업 전기·전자

속보

더보기

차세대 태양전지 소재 ‘페로브스카이트’ 물 취약점 풀었다

기사입력 :

최종수정 :

※ 본문 글자 크기 조정

  • 더 작게
  • 작게
  • 보통
  • 크게
  • 더 크게

※ 번역할 언어 선택

UNIST 김광수 교수팀, 내수성 페로브스카이트 합성법 개발
ACS Energy Letter 발표 ‘8월 가장 많이 읽은 논문’
태양전지, 발광다이오드(LED), 강유전체 소재 등 산업 적용

[서울=뉴스핌] 김영섭 기자 = 차세대 태양전지의 강력한 후보 물질로 꼽히는 ‘페로브스카이트’는 물에 약하다. 물질 표면 구조상 물과 잘 반응하기 때문에 습기만 있어도 쉽게 특성을 잃어버린다. 이를 간단한 합성법으로 해결한 연구가 나와 세계적으로 주목받고 있다.

울산과학기술원(UNIST·총장 정무영) 자연과학부 화학과의 김광수 특훈교수(국가과학자)가 이끄는 연구팀은 페로브스카이트 표면에 일종의 ‘방수막’을 만드는 합성법을 개발했다고 17일 밝혔다. 이 방법으로 만든 페로브스카이트는 6개월 이상 물속에 담가도 고유의 특성을 유지했다. 

이번 연구는 미국화학회(ACS)에서 발행하는 에너지 분야의 국제학술지인 ‘ACS 에너지 레터(ACS Energy Letter)’ 지난달 13일자에 게재된 후 2주 만에 ‘8월 중 가장 많이 읽은 논문’에 선정됐다. 

내수성 페로브스카이트의 모습. 물속에 담가도 자외선을 쪼이면 빛을 내는(발광) 특성을 유지한다. 2018.09.17. [사진=UNIST]

김 교수는 “페로브스카이트는 값싸고 쉽고 신속하게 합성할 수 있는 물질이라 소재로서 각광받고 있다”며 “물에 취약하다는 최대 단점을 완벽하게 잡은 만큼 태양전지, 발광다이오드(LED), 강유전체 소재 등에 산업적으로 적용할 날도 빨라질 것”이라고 기대했다. 

페로브스카이트(perovskite)는 육방면체의 특별한 구조를 가진 반도체 물질이다. 빛을 전기로 바꾸거나(광전) 전기를 빛으로 바꾸는(발광) 특성을 지니는데, 광전효율이 크게 높아지면서 차세대 태양전지 재료로 주목받고 있다. 

하지만 페로브스카이트 자체는 수분에 취약해 습기만 있어도 광전효율이 급격히 감소한다. 이런 안정성 문제 때문에 태양전지뿐 아니라 LED, 촉매 등에 페로브스카이트를 실제로 적용하기는 어려웠다. 

김 교수와 UNIST 화학과 아타누 자나(Atanu Jana) 박사는 ‘염기성 증기 확산법’을 이용해 페로브스카이트 표면에 ‘수산화납(Pb(OH)₂) 보호막’을 형성하는 새로운 합성법을 개발했다. 

우선 페로브스카이트로 합성할 재료(할로겐화 납)를 산성 용액(할로겐화 수소를 녹인 물)에 담는다. 이 재료는 염기성 용액(메틸아민)이 담긴 유리병에 넣고 뚜껑을 닫는다. 그러면 메틸아민이 증발하면서 자연스럽게 산성 용액 속 재료와 반응한다. 이때 페로브스카이트 물질이 생성되며, 표면에 수산화납으로 이뤄진 얇은 막이 형성된다. 

수산화납 보호막을 가진 페로브스카이트는 습기에 강할 뿐만 아니라 수명도 길었다. 실제로 이 페로브스카이트를 물속에 담가두고 특성을 관찰한 결과, 자외선을 받아 발광하는 페로브스카이트 본연의 특성은 6개월이 지나도 여전했다. 

UNIST 화학과의 김광수 교수(사진 왼쪽)와 아타누 자나(Atanu Jana) 박사 2018.09.17. [사진=UNIST]

자나 박사는 “새로 개발한 내수성 페로브스카이트는 거의 완벽히 물을 막기 때문에 물의 산도(pH)와 상관없이 안정적인 특성을 보인다”며 “합성법 또한 간단하기 때문에 대규모 합성이 가능하다는 장점도 있다”고 강조했다. 

김 교수는 “그동안 철저히 배제됐던 ‘습한 환경’이라는 조건에서도 페로브스카이트를 사용할 가능성을 연 연구”라며 “페로브스카이트가 기존과 다른 새로운 분야에 사용되는 시작점이 될 것”이라고 말했다. 

 

kimys@newspim.com

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
낸드 시장도 1Q '가격 쇼크' [서울=뉴스핌] 김아영 기자 = 올해 1분기 낸드(NAND) 플래시 시장에 전분기 대비 40% 이상의 유례없는 가격 폭등이 예상된다. 인공지능(AI) 데이터센터 투자 확대로 기업용 고성능 SSD(eSSD) 수요가 폭증한 반면, 제조사들이 투자 자원을 D램(DRAM)에 집중하면서 발생한 심각한 공급 부족이 가격 상승을 견인하고 있다. 특히 북미 클라우드 업체들의 수요가 몰리는 기업용 SSD는 최대 58%까지 가격이 상승할 것으로 보여 상반기 내내 강세가 지속될 것으로 분석된다. SK하이닉스가 세계 최초로 양산한 모바일용 낸드 설루션 제품 'ZUFS 4.1' [사진=SK하이닉스] 3일 시장조사업체 카운터포인트리서치에 따르면, 1분기 기가바이트(GB)당 낸드 플래시 평균 가격은 40% 인상될 전망이다. 특히 공급 우선순위에서 밀린 소비자용 제품의 타격이 크다. PC에 쓰이는 저사양 128GB 제품은 최근 50% 수준의 프리미엄이 붙어 거래되고 있다. 이러한 수급 불균형은 주요 공급사들이 AI 서버용 물량을 우선 배정하며 소비자용 생산을 감축한 영향이 크다. 여기에 작년 12월 마이크론이 리테일 사업 철수를 발표한 점도 시장 불안을 키우고 있다. 최정구 카운터포인트 수석 연구원은 "4분기 디램에서 보았던 레거시 디램 가격 폭등이 1분기 낸드에서 재현되는 양상"이라고 언급했다. 현재 삼성전자와 SK하이닉스, 마이크론이 증설을 추진 중이나 실제 양산까지는 시차가 존재한다. 작년 가동한 키옥시아의 기타카미(Kitakami) 팹2 역시 올해 하반기에야 생산량에 유의미한 기여를 할 것으로 보여, 단기적인 가격 강세는 불가피할 전망이다. 업계에서는 특히 북미 클라우드 서비스 제공업체(CSP)의 주문이 집중되면서 기업용 SSD 가격은 이번 분기에만 전 분기 대비 53~58% 급등할 것으로 예상한다. 데이터 저장장치인 낸드가 AI 메모리 열풍의 한 축으로 부상하며 기업용 시장을 중심으로 강력한 가격 상승 압박을 받는 것으로 분석된다. aykim@newspim.com 2026-02-03 14:57
사진
올해부터 제헌절도 '쉰다' [서울=뉴스핌] 김미경 기자 = 7월 17일 제헌절이 올해부터 다시 공휴일이 된다. 공휴일에서 제외된 2008년 이후 18년 만이다. 인사혁신처는 3일 제헌절을 공휴일로 지정하는 내용을 담은 공휴일에 관한 법률 개정안의 공포안이 국무회의에서 의결됐다고 밝혔다. 이 법안은 공포 3개월 뒤부터 시행된다. 이재명 대통령이 지난해 7월 15일 서울 용산 대통령실에서 31회 국무회의를 주재하고 있다. [사진=청와대] 제헌절은 대한민국 헌법이 공포된 1948년 7월 17일을 기념하는 날이다. 1949년 국경일·공휴일로 지정됐으나 '주5일제' 도입 이후 공휴일을 조정하면서 2008년에 공휴일에서 제외됐다. 이재명 정부는 헌법 정신을 되돌아보는 계기를 마련하고자 제헌절을 공휴일로 재지정하는 방안을 추진, 지난달 29일 국회 본회의에서 공휴일법 개정안이 통과됐다. 개정된 공휴일법이 시행되면 5대 국경일(3·1절, 제헌절, 광복절, 개천절, 한글날)이 모두 공휴일이 된다. 인사처는 '관공서의 공휴일에 관한 규정' 개정 등 후속 조치를 신속히 추진할 계획이다. the13ook@newspim.com 2026-02-03 16:37
기사 번역
결과물 출력을 준비하고 있어요.
종목 추적기

S&P 500 기업 중 기사 내용이 영향을 줄 종목 추적

결과물 출력을 준비하고 있어요.

긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
안다쇼핑
Top으로 이동