UNIST는 탄소중립대학원 김동석 교수와 한국에너지기술연구원 조임현 박사 공동연구팀이 주석염화물을 주석산화물 위에 반응시켜 페로브스카이트 태양전지의 안정성을 개선하는 데 성공했다고 4일 밝혔다.
UNIST에 따르면, 페로브스카이트 태양전지의 효율을 높이기 위해서는 전자가 잘 흐를 수 있도록 돕는 박막인 전자수송층의 표면 결함을 제어하는 것이 중요하다.
결함은 전지 효율뿐만 아니라 안정성에도 큰 영향을 미친다. 연구팀은 주석염화물을 물에 녹여 산화물층에 도포했다.
이 과정에서 형성된 수산화주석이 주석산화물의 상층부를 완전히 산화시키고, 산이 재결정화를 이뤄내 전자이동성을 개선했다.
이 같은 화학용액증착법은 밀도가 높고 균일한 주석산화물 박막을 형성할 수 있는 기술이다.
주석이 완전히 산화되지 않아 표면에 자연스럽게 결함이 발생하는데, 결함을 줄이는 처리를 통해 고효율과 안정성을 동시에 확보할 수 있다.
표면 처리된 소자는 효율 25.56%(인증 효율 24.92%)를 달성했고, 65도에서의 열 안정성 시험에서는 1000시간 동안 80%의 초기 성능을 유지했다.
김동석 교수는 “이번 연구로 주석산화물의 뭉침 현상을 억제하고, 결정성을 높이는 데 성공했다”며 “이 기술이 태양전지의 안정성을 높이는 중요한 역할을 할 것”이라고 말했다.
박재권기자 jaekwon@ksilbo.co.kr
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