납 성분 제거한 페로브스카이트 합성 기술 개발

KIST·전남대팀 주도

국내 연구진이 인체에 유해한 납(Pb) 성분을 뺀 페로브스카이트 나노소재를 개발했다.

한국과학기술연구원(KIST) 기능성복합소재연구센터 김태욱 센터장, 전남대학교 이상현 교수로 이뤄진 공동연구팀은 차세대 태양전지 재료로 각광받는 페로브스카이트를 납을 사용하지고 않고 합성하는 제조 기술을 개발했다고 23일 밝혔다.

합성된 페로스카이트 나노소재 표면/사진=KIST

페로브스카이트는 육방면체 구조를 가진 반도체 물질로 빛을 전기로 바꾸거나 전기를 빛으로 바꾸는 특성이 있다.

특히, 페로브스카이트는 비교적 간단한 제조 공정으로 높은 발광율과 선명한 색을 구현할 수 있어, 미래 디스플레이의 유망 소재로도 각광받고 있다. 문제는 성능 극대화를 위해 납 성분을 활용해야 한다는 점이다.

중금속인 납 성분은 인체에 유해할 뿐만 아니라 환경오염도 일으킨다. 이 때문에 사용 및 수출·입에 제한을 두고 있다.

페로브스카이트 상용화를 위해선 납 성분이 들어가지 않은 합성법 개발이 필수적인 상황. 연구팀은 납 대신 희토류계 원소인 ‘이터븀’(Ytterbium, 원자번호 70번)를 이용해 고품질, 고균일도를 가지는 페로브스카이트 나노소재를 합성하는 데 성공했다.

김 센터장은 “납이 들어가지 않은 페로브스카이트 나노소재 연구에 대한 새로운 활로를 제시했다”며 “해당 원소재의 응용 및 상업화를 위한 획기적인 계기가 될 것”이라고 말했다.

이번 연구성과는 재료화학분야 국제학술지 ‘어드벤스드 머터리얼스’ 최신호에 실렸다.