국내 연구진이 온도 변화에도 안정적인 페로브스카이트(Perovskite) 태양전지 소재 기술을 개발했다.
페로브스카이트 태양전지 소재는 기존 실리콘(Silicone) 태양전지를 대체할 수 있는 차세대 반도체 소재로 주목받고 있으나 상용화를 위해서는 열 안정성이 필수적으로 확보돼야 한다.
페로브스카이트 결정구조는 온도 변화에 민감하게 반응해 구조적 변형을 일으키고 태양전지의 열 안정성을 감소시키는 것으로 알려졌다.
순천향대 에너지시스템학과 조남철 교수와 미국 스탠퍼드대 이광재 박사, 사우디 킹압둘라과학기술대 오스만 바커 교수 연구팀은 열에 의한 페로브스카이트 태양전지 소재의 구조적 변형 문제를 해결할 수 있는 기술을 개발했다.
온도 변화에 따른 페로브스카이트의 결정구조 분석을 통해 결정립계 변화에 따른 잔류응력을 관찰했으며 잔류응력의 차이가 온도 변화에 따른 발광 특성에 밀접한 상관관계가 있음을 확인했다.
이광재 박사는 “그동안 불규칙적으로 여겨졌던 페로브스카이트의 온도 변화에 따른 광학적 특성과 결정구조 변형에 대한 연관성이 명확히 규명됐다”며 “태양전지 결정구조의 안정성에 중요한 성능지표가 결정립계 크기임을 확인했다”고 강조했다.
연구 성과는 최근 국제학술지 어드밴스드 펑셔널 머티리얼스(Advanced Functional Materials)에 게재됐다. (강윤화 선임기자)