▲ 한양대 자연과학대학 화학과 최효성 교수

한양대 최효성 교수와 울산과학기술대(UNIST) 김진영 교수가 주도하고 미국 캘리포니아주립대 산타바바라 분교와 공동으로 수행한 ‘차세대 태양전지의 수명과 효율을 높일 수 있는 신소재 개발’ 연구를 통해 페로브스카이트* 태양전지의 상용화가 앞당겨질 것으로 기대된다.

이번 연구는 기존의 역구조 페로브스카이트 태양전지**의 정공수송층*** 소재를 새롭게 개발한 점이 핵심이다. 그동안 역구조 페로브스카이트 태양전지는 고효율의 플렉서블한 제작이 가능한 장점이 있는 반면에 정공수송층으로 널리 쓰이는 소재가 강산성이기 때문에 빛을 흡수하는 면을 부식시켜 소자 수명을 단축시키는 단점이 있었다. 본 연구는 이를 개선할 목적으로 새로운 정공수송층 소재 ‘CPE-K’ 물질을 개발해 빛을 흡수하는 면의 부식을 억제함으로써 소자의 수명을 약 3배 늘렸을 뿐만 아니라 전지의 효율을 10% 이상 향상시키고 정공 수송 속도를 기존 대비 60배 빠르게하는 성과를 거뒀다. 또한 이 물질은 저온 용액 공정****이 가능해 종이에 인쇄하듯 소자를 대량 생산할 수 있어 플렉서블 역구조 페로브스카이트 태양전지 상용화에 크게 기여할 것으로 전망된다.

한양대 최 교수는 “페로브스카이트 태양전지 소자 제작 분야에서 가장 앞서나가고 있는 우리나라에서 소재 개발 분야에도 중점적인 연구투자가 이루어진다면 관련 분야에서 독보적인 원천기술을 확보할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

한편 본 연구와 관련된 내용은 네이쳐 커뮤니케이션(Nature Communications)지 온라인판 6월 17일자에 게재됐으며 논문명은 ‘Conjugated polyelectrolyte hole transport layer for inverted-type perovskite solar cells’으로 알려졌다.

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