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| 삼중 용매를 사용한 페로브스카이트 태양전지 구조. (자료제공=동국대학교) |
동국대학교는 물리반도체과학부 류승윤 교수 연구팀이 페로브스카이트 태양전지 중간층의 조성을 삼중 용매를 사용해 안정성 및 향상된 전력 변환 효율을 달성했다고 5일 밝혔다.
페로브스카이트는 낮은 밴드갭 에너지 등의 특성을 보이는 신물질로 태양전지에 적합하다고 판단되고 있으나 수분이나 열에 취약하다는 단점을 가지고 있다.
류 교수팀은 페로브스카이트의 안정성 및 효율 개선을 위해 DMF(Dimethylformamide), DMSO(Dimethyl-sulfoxide), GBL (γ-butylrolactone)의 용매를 같이 사용했다.
기존에 주로 사용되던 이중 용매가 아닌 삼중 용매를 사용함으로써 연구팀은 표면의 거칠기를 줄여 표면 형태를 개선했고 입자 크기를 조정해 페로브스카이트 중간층에 결함을 줄였다. 이를 통해 전하 추출 성능을 향상, 태양전지의 전력 효율을 상승시켰으며 패시베이션 성능에도 유의미한 개선이 되어 안정성이 상승됐다.
류승윤 교수는 “페로브스카이트 태양전지는 뛰어난 특성에도 안정성이 부족해 상용화가 힘들었다”며 “이번 연구로 인해 안정성을 향상시키는데 간단하면서도 유의미한 방법을 제시하여 산업화에도 큰 영향을 미칠 것으로 기대된다”고 말했다.
한국연구재단, 과학기술정보통신부, 환경부, 한국기초과학지원연구원 등의 지원으로 수행된 이번 연구의 결과는 국제학술지 ‘솔라 알알엘(Solar RRL)’ 2023년 10월호 뒷면 커버로 선정·게재됐다.
류용환 기자 fkxpfm@viva100.com
