[인더스트리뉴스 최용구 기자] 국내 연구진이 양극성고분자를 통해 페로브스카이트 태양전지의 안전성을 높이는 방안을 찾았다.
DGIST(총장 국양)는 에너지공학과 최종민 교수 연구팀 등이 페로브스카이트의 결함을 복원하는 새로운 기법을 제시했다고 지난 1일 밝혔다.
DGIST에 따르면 연구팀은 페로브스카이트의 결함을 복원함과 동시에 모든 전하(전자, 정공)의 이동을 개선하는 데 성공했다.
페로브스카이트는 태양전지에 사용되는 재료 중 하나로 차세대 소재로써 주목받고 있다. 우수한 광전기적 특성과 저렴한 공정비용 등이 장점이다.
하지만 결함으로 인한 성능 저하 등 낮은 안정성 때문에 아직 상용화가 어렵다. 대기 중 산소와 수분은 결함을 악화시키는 주 원인이다.
고효율, 고안정성 페로브스카이트 태양전지를 구현하려면 결함을 복원시키는 과정이 요구된다.
연구팀은 양극성고분자를 도입해 기존 방식의 한계를 극복했다. 양극성고분자를 ‘정공전달층’과 혼합하는 방법으로 ‘핀홀(작은 구멍)’ 등 결함을 억제했다.
아울러 양극성고분자를 통해 이온의 확산을 억제하는 방법을 개발했다.
기존 p-type, n-type 고분자의 경우 페로브스카이트 결함은 복원하지만 반대전하의 흐름을 방해하는 문제가 있었다.
최종민 교수는 “양극성고분자 패시베이션이 페로브스카이트의 양방향성 전하 이동을 극대화시킴으로써 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있을 것”이라고 기대했다.
또 “일반적인 대기조건뿐만 아니라 고온고습 환경(85℃, 상대습도 85%)에서도 장시간 정상 작동이 가능함을 입증했다”고 설명했다.
이번 연구는 KAIST 김범준 교수팀과 공동으로 수행됐으며 연구결과는 국제 학술지 ‘Advanced Energy Materials’에 9월 1일자 표지논문으로 게재됐다.
