20%대 고효율 페로브스카이트 태양전지가 개발됐다. 박남규 성균관대학교 교수와 신현정 교수, 김동호 연세대학교 교수 공동 연구팀은 페로브스카이트 필름의 그레인바운더리 (Grain Boundary, 입계면)를 스스로 치유하는 제조 공정을 개발했다고 22일 밝혔다. 연구팀은 20.4% 고효율의 페로브스카이트 태양전지 제조 기술을 개발했다.
페로브스카이트 태양전지는 최근 높은 효율과 낮은 공정단가로 각광 받는 새로운 차세대 태양전지 기술이다. 페로브스카이트 태양전지는 용액공정으로 손쉽게 제조할 수 있다.
하지만 용액공정으로 제조된 페로브스카이트 필름은 태양전지 특성을 저하시킬 수 있는 그레인바운더리가 동시에 형성된다. 연구팀은 코팅용액 전구체를 비화학양론으로 혼합해 그레이바운더리를 스스로 치유할 수 있는 신기술을 개발했다.
현재까지 세계최고 효율은 복합조성을 갖는 페로브스카이트를 이용한 것이다. 단일조성으로는 이번에 개발한 전지가 최고효율이다. 특히 그레이바운더리 힐링 기술로 700개 이상 소자에서 평균 효율 20% 이상의 결과를 도출했다. 연구팀은 상용화가 가능할 것이라 예상했다.
연구팀은 장기 안정성이 있는 페로브스카이트 태양전지를 세계 최초로 개발해 지난 2012년 8월에 네이처 사이언티픽 리포트(Nature Scientific Report)에 발표한 바 있다.
박남규 교수의 2012년 발표논문은 2016년 6월 현재 1260회 이상 인용되고 있다. 페로브스카이트 태양전지 관련 상위 5위 인용 논문에 포함돼 연구 우수성을 세계적으로 인정받고 있다.
연구결과는 이달 20일 에너지분야 권위지 네이처 에너지(Nature Energy) 온라인에 발표됐다.
송혜영기자 hybrid@etnews.com
