고려대 노준홍 교수팀, 차세대 고성능 페로브스카이트 태양전지 선봬

고려대학교는 건축사회환경공학부 노준홍 교수 연구팀이 양방향성 양이온, 음이온 계면 엔지니어링 기술을 이용해 고성능 페로브스카이트 태양전지를 개발했다고 7일 밝혔다.

페로브스카이트는 기존 태양전지에 사용되는 실리콘 소재에 비해 얇고 가벼우면서도 효율과 안정성을 확보할 수 있어 차세대 소재로 주목받고 있다. 다만 페로브스카이트 태양전지는 이종접합을 기반으로 하기 때문에 계면과 박막 내부의 결함들이 존재한다. 이는 태양전지 성능을 떨어뜨려 효과적으로 제어하는 기술이 필수적이다.

연구팀은 유사 할라이드(할로겐 원소와 비슷한 성질을 가진 화합물) 첨가제와 페로브스카이트 박막과의 화학적 상호작용을 유도해 고결정성 페로브스카이트 박막을 만들었다. 동시에 해당 박막에 양이온과 음이온의 양방향성 계면 분포를 유도하는 엔지니어링 기술을 개발해 고성능 페로브스카이트 태양전지를 만들어냈다.

연구팀은 유사 할라이드 첨가제의 금속 양이온과 페로브스카이트 박막 내 양이온·음이온의 이동이 다르게 일어나는 것에 착안해 양방향성 계면 엔지니어링 기술을 개발했다.

연구를 주도한 노 교수는 "기존의 할라이드 기반 첨가제와 페로브스카이트 사이의 상호 화학반응과 양이온, 음아온의 이동에 대해 밝힌 연구로, 앞으로 태양전지 기술 개발에 대한 실마리를 제공한다"고 말했다.

이번 연구 논문(Designed bi-directional cation/anion interfacial distribution of perovskite solar cells)은 에너지 분야 저명한 국제학술지 'Joule'지에 지난달 13일 자로 온라인 게재됐다.

이번 연구는 산업통상자원부 에너지기술평가원 에너지인력양성사업(유무기복합형 태양전지 에너지혁신연구센터), 과학기술정보통신부 한국연구재단 미래유망융합기술파이오니어 사업의 지원을 받아 수행됐다.