성균관대학교(총장 신동렬)는 이진욱 성균나노과학기술원 교수 연구팀이 기존 페로브스카이트 태양전지에서 수명 저하를 초래하는 이종접합 계면에서의 에너지밴드 구조 왜곡 현상을 규명하고, 태양전지의 효율과 수명을 동시에 극대화하는 기술을 개발했다고 24일 밝혔다.

연구진은 기존에 널리 사용되는 페로브스카이트 박막 결함치료 소재가 태양전지 소자 내 이종접합 계면에서의 에너지 밴드구조를 왜곡시키고, 빛에 의해 생성된 전하 수집을 방해해 페로브스카이트 태양전지의 수명을 저해하는 사실을 밝혀냈다.

나아가 기존 표면 결함 소재에 의해 발생하는 페로브스카이트 태양전지 수명 저하 부작용을 없애고, 태양전지의 효율과 수명을 동시에 극대화할 수 있는 새로운 표면 결함치료 기술을 개발했다.

실제 이번 연구를 통해 개발된 표면 결함치료 층이 도입된 페로브스카이트 태양전지는 세계 최고 수준의 효율과 수명을 달성했다.

이진욱 교수팀 연구는 페로브스카이트 박막의 일함수 변화 및 이에 따른 이종접합 계면에서의 에너지밴드 구조 변화에 대한 근본적인 이해를 발전시켰으며, 페로브스카이트 태양전지 수명 문제 해결을 위한 중요한 단서를 제공해 향후 상용화를 위한 원천기술로 활용될 것으로 기대된다.

이번 연구는 과학기술정보통신부 '기초연구사업'과 산업통상자원부 '에너지인력양성사업'지원을 통해 수행됐으며, 세계적인 학술지 네이처에 지난 15일 온라인 게재됐다.