기존 용액 공정은 고효율에 필수적인 미량 첨가제(MACl, Li-TFSI)의 정밀 제어가 어려워 대량 생산 시 재현성이 떨어진다는 한계가 있었다. 연구팀은 볼밀링(ball-milling) 기반의 합성법을 도입, 전구체와 첨가제를 고체 상태에서 일괄 혼합하는 전략으로 공정을 단순화하고 조성의 균일성을 확보했다. 그 결과, 해당 소자는 24.3%의 광전변환효율(PCE)을 기록했으며, 기존 공정 대비 뛰어난 장기 안정성과 높은 재현성을 증명했다.

이번 연구는 복잡한 제조 과정을 혁신적로 줄여 차세대 태양전지의 산업화 및 대량 생산을 앞당길 수 있는 핵심적인 접근법으로 평가받는다. 

▲ 기계화학적 합성을 통한 All-in-powder 제조 공정 및 소자 구조 관련 모식도

▲ 페로브스카이트 파우더 EDS 분석 및 XPS 필름 분석을 통한 조성 비교
 

▲ 기존 볼 밀링 기반 첨가제 함유 페로브스카이트 합성 연구와의 비교 및 최고효율 J-V 데이터

연구실 홈페이지:

https://advpoly.sogang.ac.kr/advpoly/

논문 링크:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202509799

     (김진영 연구원(박사과정, 제 1저자)     김주환 연구원(석박통합과정, 공저자)