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페로브스카이트 태양전지 수계 재활용

Aqueous-based recycling of perovskite photovoltaics

Xun Xiao, Niansheng Xu, Xueyu Tian 외 5인·Nature·발표 2025.02· 101 인용
최근 1년 101회 인용· 분야 최상위· 떠오르는 연구

한국어 핵심 요약

실리콘 태양전지 폐기물 증가는 신흥 태양광 기술 상용화 전 재활용 고려의 중요성을 부각합니다. 차세대 기술로 주목받는 페로브스카이트 태양전지의 폐기물 재활용은 유해 폐기물을 줄이고 자원을 보존하는 데 기여할 수 있습니다. 본 연구는 페로브스카이트 태양전지 폐기물에서 모든 유가 부품을 복원하는 저비용의 친환경 수계 기반 통합 재활용 전략을 제시합니다. 특히, 열화된 페로브스카이트를 재생할 수 있는 효율적인 수계 재활용 접근법을 개발했으며, 재활용 범위를 전하 수송층, 기판, 커버 유리, 금속 전극까지 확장했습니다. 반복적인 열화-재활용 공정 후에도 재활용된 소자는 신규 소자와 유사한 효율과 안정성을 보였습니다. 이 통합 재활용 전략은 매립 처리와 비교하여 자원 고갈을 96.6%, 인체 독성(암 유발 효과) 영향을 68.8% 감소시킵니다. 재활용을 통해 유틸리티 규모 및 주거용 시스템 모두에서 균등화 발전원가(LCOE)가 감소하는 효과도 확인되었습니다. 본 연구는 페로브스카이트 태양전지의 통합 재활용 가능성을 제시하며, 지속 가능한 페로브스카이트 태양광 경제를 위한 기반을 마련합니다.

섹션 미리보기

연구 배경

실리콘 태양전지 폐기물 문제가 대두되면서, 차세대 기술인 페로브스카이트 태양전지의 상용화 전 재활용 방안 마련이 중요해졌습니다. 이는 유해 폐기물을 줄이고 귀중한 자원을 보존하는 데 필수적입니다.

핵심 발견

저비용의 친환경 수계 기반 통합 재활용 전략을 통해 열화된 페로브스카이트를 포함한 모든 유가 부품을 복원했습니다. 재활용된 소자는 신규 소자와 유사한 성능을 보였으며, 자원 고갈 및 인체 독성 영향을 크게 줄여 지속 가능한 태양광 경제에 기여합니다.

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