차세대 태양전지 페로브스카이트 막 도포 로봇 개발...대량생산 길 열려

차연준 기자 승인 2021.07.20 21:04 | 최종 수정 2021.07.20 21:06 의견 0
드래프트 챔버 내에 설치된 페로브스카이트 막 도포 로봇 [사진=도인요코하마대학교 공식 홈페이지]

[전기차닷컴=차연준 기자] 차세대 태양전지로 통하는 필름형 전지 페로브스카이트의 핵심 공정을 담당할 소형 로봇이 탄생했다.

일본 도인요코하마대학교는 20일 배터리 벤처기업 펙셀테크놀로지스와 공동 개발한 페로브스카이트 막 도포 로봇을 공개했다.

페로브스카이트는 빛을 잘 흡수하는 특성이 있어 차세대 태양전지 소재로 주목받고 있다. 실리콘 태양전지에 비해 작고 얇은 필름형 구조인 데다 제작비용이 저렴하고 공정도 단순하다. 에너지 변환 효율이 기존 태양전지보다 높고 안정적이어서 각국이 경쟁적으로 연구하고 있다.

필름형 태양전지 페로브스카이트 [사진=도인요코하마대학교 공식 홈페이지]

이 배터리의 성능을 좌우하는 것은 막을 구성하는 물질과 도막 상태다. 캡사이신이나 간수 등 다양한 물질이 응용되고 있는데, 최근 말라리아 치료제인 아르테미시닌을 도포해 에너지 효율을 끌어올린 실험이 이 대학 연구팀에 의해 성공했다. 연구팀을 이끄는 미야사카 쓰토무 교수는 페로브스카이트의 최고 권위자로 노벨상 후보까지 올랐다.

이번에 개발된 로봇은 그간 수작업으로 제작되던 페로브스카이트 막 도포를 자동화해 대량생산을 가능하게 한다. 수작업으로 막을 도포하면 미세하게 균열이 생기거나 칠 두께의 차이가 발생할 수도 있다. 로봇은 세로 3cm, 가로 3cm, 두께 0.1~0.5cm의 연구용 소자 제작에 사용할 수 있다. 드래프트 챔버 내에 설치 가능해 배터리 막을 입힐 때 발생하는 유기용매 증기를 제거할 수 있다. 덕분에 배터리 성능이 더 뛰어나고 환경문제로부터도 자유롭다는 게 대학 설명이다.

가볍고 유연성까지 갖춘 페로브스카이트 태양전지는 전기차는 물론 IoT(사물인터넷) 기기 등에 폭넓게 사용될 전망이다.

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