수분에 약한 페로브스카이트 단점을 해소할 수 있는 합성 기술이 개발됐다.
UNIST(총장 정무영)는 김광수 화학과 교수팀이 페로브스카이트 물질 표면에 일종의 '방수막'을 형성해 습기를 비롯한 수분으로 인한 광전효율 감소 문제를 해결한 새로운 합성법을 개발했다고 17일 밝혔다. 이 합성법을 적용해 만든 페로브스카이트는 6개월 이상 물속에 담가둬도 고유의 특성을 유지했다.
'페로브스카이트'는 육방면체 구조의 반도체 물질로 빛을 전기로 바꾸거나(광전) 전기를 빛으로 바꾸는(발광) 특성을 지닌 차세대 태양전지 유력 소재다. 하지만 표면 구조상 물에 잘 반응해 주변에 약한 습기만 있어도 효율이 떨어진다는 단점이 있었다.
김 교수팀은 '염기성 증기 확산법'을 개발하고 페로브스카이트 물질 표면에 적용해 '수산화납 보호막'을 형성하는 방법으로 이를 해결했다. 수산화납은 안정적인 구조여서 수분을 만나면 반응하지 않고, 내부 침투도 막는다. 수산화납 보호막을 형성한 페로브스카이트는 습기에 강하고 수명도 길다.
연구팀이 페로브스카이트를 물속에 담가두고 특성 변화를 관찰한 결과, 자외선을 받아 발광하는 페로브스카이트 성질은 6개월이 지나도 변함이 없었다.
김광수 교수는 “내수성 페로브스카이트는 물의 산도에 상관없이 안정적이고 합성법도 간단해 대량 합성이 가능하다”면서 “물에 취약하다는 최대 단점을 해결한 만큼 태양전지, 발광다이오드, 강유전체 소재 등 산업에 적용할 날도 앞당겨 질 것”이라 말했다.
울산=임동식기자 dslim@etnews.com
