"값싼 주석염화물로 페로스브카이트 태양전지 안정성 높여"

UNIST·한국에너지기술연구원, 표면결함 제어해 전자이동성 개선

연구진 모습 [울산과학기술원 제공. 재판매 및 DB 금지]

(울산=연합뉴스) 김용태 기자 = 저렴한 주석염화물을 이용해 페로브스카이트 태양전지의 효율과 안정성을 높이는 기술을 국내 연구진이 개발했다.

2일 울산과학기술원(UNIST)에 따르면 탄소중립대학원 김동석 교수와 한국에너지기술연구원 조임현 박사 공동연구팀은 주석염화물을 주석산화물 위에 반응시켜 페로브스카이트 태양전지의 안정성을 개선하는 데 성공했다.

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 1천시간 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.

연구 결과는 학술지 '어드밴스드 에너지 머티리얼스'(Advanced Energy Materials)에 7월 3일 온라인으로 게재됐다.

yongtae@yna.co.kr

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