▲ 이세리 연구원 (석박통합과정, 제1저자)        ▲ Solar RRL - Volume 7, Issue 7, April 2023

 

서강대학교 화공생명공학과 오세용 교수 연구팀의 이세리 연구원 (석박통합과정)은 국립한경대학교의 김규민 교수, 페로브스카이트 태양전지의 발명가로 잘 알려진 일본의 Tsutomu Miyasaka 교수 (Toin University of Yokohama)와의 공동연구를 통해 장기 안정성을 지닌 고효율의 페로브스카이트 태양전지를 개발하였다.

페로브스카이트 층과 정공수송층 사이에 쌍극자 모멘트 형성 물질인 페네틸아민 할라이드 (PEAX)를 삽입하여 에너지 레벨을 조절하는 효과를 통해 광전변환효율을 21.63%까지 향상시켰으며, 절연 물질인 폴리메틸 메타크릴레이트 (PMMA)를 봉지층으로 도입하여 720시간 후에도 최고 성능의 95%를 유지할 수 있는 장기안정성을 확보하였다. 

▲ PMMA/PEABr 이중 중간층을 포함하는 페로브스카이트 태양전지 구조 

▲ 열처리된 PMMA/PEAX 이중 중간층이 디바이스의 성능과 안정성 모두에 효과적임을 보여주는 long-term stability 데이터

또한, 추가적인 열처리를 통해 전체적인 성능을 극대화시킬 수 있다는 점에서 비교적 간단한 기술을 통해 외부 환경요인에 내성이 있는 페로브스카이트 소자를 구현하여 중동과 같이 고온의 지역에서도 사용할 수 있는 가능성을 보여줌으로써 페로브스카이트 태양전지의 실질적인 상용화의 길을 열어줄 것으로 기대된다.

본 연구성과는 지난 4일, 태양전지 분야의 저명한 국제 전문학술지 Solar RRL (IF: 9.173)에 게재되었고, 상위 10% 이내의 우수한 연구로 인정받아 해당 저널의 Back Cover Image논문으로 선정되었다.

(1) 논문 링크: https://doi.org/10.1002/solr.202201002

(2) 커버이미지 링크: https://doi.org/10.1002/solr.202370074

(3) 연구실 홈페이지: https://advpoly.sogang.ac.kr/advpoly/index.html