이렇게 만든 페로브스카이트 태양전지의 효율은 25% 이상으로, 현재 저독성 용매를 사용한 것 중에서 가장 높다. 그간 상용화의 걸림돌이던 독성 용매를 대체할 방법이어서 주목을 받고 있다.
석상일 특훈교수팀은 독성이 없으면서 페로브스카이트를 녹일 수 있는 용매 기반 물질로 ‘에탄올’을 선택했다. 다음으로 페로브스카이트가 에탄올에 잘 녹을 수 있도록 착화합물 구조를 설계했다. 이를 이용해 ‘에탄올 기반의 페로브스카이트 전구체 용액(이하 에탄올-페로브스카이트 용액)’을 만들었는데, 이 물질은 친수성이라 산화물 전극 위에 잘 발라진다. 또 코팅 중 2차 처리를 하지 않아도 매우 균일하고 치밀하게 페로브스카이트 박막 제조가 가능했다.
에탄올-페로브스카이트 용액은 산화물 전극 기판 위에 떨어뜨려서 젖게 하는 것만으로도 대면적이며 균일한 두께의 페로브스카이트 코팅 박막이 만들어졌다. 특히 이 방법으로 제조한 페로브스카이트 태양전지의 효율은 일반적인 스핀 코팅 방법으로 제조한 효율과 거의 차이가 없었다.
석상일 교수는 “페로브스카이트 태양전지 연구는 그동안 효율과 안정성 향상에 집중했는데, 이제는 독성 용매의 사용을 줄이거나 없애는 상용화 기반 연구가 더욱 중요한 시점”이라며 “이번 연구는 이 문제를 해결할 출발점”이라고 의미를 부여했다. 차형석기자 stevecha@ksilbo.co.kr
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