성균관대, 기존 표면 결함치료층 통한 수명 저하 원인 규명
[이투뉴스] 국내 연구진이 페로브스카이트 태양광 셀의 수명저하 현상을 개선할 수 있는 기술을 개발했다.
성균관대(총장 신동렬)는 이진욱 성균나노과학기술원 교수 연구팀이 기존 페로브스카이트 태양광 셀 수명저하 원인인 이종접합 계면 에너지밴드 구조왜곡 현상을 규명하고 효율과 수명을 동시에 극대화할 수 있는 기술을 개발했다고 23일 밝혔다.
고효율에 수명이 긴 페로브스카이트 셀을 제작하려면 박막 내부와 표면에 존재하는 결정 결함 농도를 최소화 해야 한다. 하지만 기존 기술은 페로브스카이트 셀 효율 개선을 위해 사용된 표면 치료층 효율 향상 효과에만 주목하고 계면 에너지밴드구조 왜곡으로 발생할 수 있는 부작용에 대한 연구는 부족했다.
연구팀은 기존에 널리 사용되는 페로브스카이트 박막 결함치료 소재가 태양광 셀 소자 내 이종접합 계면에서 에너지 밴드구조를 왜곡시키고 빛에 의해 생성된 전하 수집을 방해해 페로브스카이트 셀의 수명을 저해한다는 사실을 밝혀냈다. 그 결과를 바탕으로 기존 표면 결함 소재에 의해 발생하는 페로브스카이트 셀 수명 저하 부작용을 없애고, 효율과 수명을 동시에 극대화할 수 있는 새로운 표면 결함치료 기술을 개발했다. 이 표면 결함치료층을 도입한 페로브스카이트 셀은 세계 최고 수준의 효율과 수명을 달성했다.
성균관대 관계자는 "페로브스카이트 박막 일함수 변화 및 이에 따른 이종접합 계면에서 에너지밴드 구조 변화에 대한 근본적인 이해를 발전시켰다"며 "페로브스카이트 셀 수명 문제 해결을 위한 중요한 단서를 제공해 상용화를 위한 원천기술로 활용될 것"이라고 말했다.
진경남 기자 jin07@e2news.com