페로브스카이트 태양전지은 신재생에너지로 각광받는 차세대 태양전지 중 현재 시장에서 주류를 차지한다. 하지만 고효율을 유지하면서 안정성이 우수한 태양전지 제작은 상당한 어려움이 있다.

연구팀은 이러한 문제점을 해결하기 위해 액정폴리머를 도입했다. 그 결과 필름 자체의 전도성 향상과 표면제어를 통해 광전효율도 더 높여주면서 안정성도 획기적으로 향상됐다.

액정폴리머는 페로브스카이트 필름에서의 입자 크기를 증가시켜서 광전변화 효율을 기존 18%에서 20.63%로 상승시켰다. 특히 페로브스카이트 태양전지 효율의 감소 원인 중 하나인 히스테리시스가 거의 발생하지 않는다.

또한 액정폴리머는 페로브스카이트 물질 자체의 분해를 느려지게 하므로, 소자의 수명이 2배 이상 우수한 것으로 나타났다.

진성호 교수는 “개발된 새로운 페로브스카이트 태양전지는 고품질의 페로브스카이트 박막제어 및 대면적으로 균일한 코팅 공정이 가능하기에 차세대 대면적 페로브스카이트 태양전지 모듈 및 실용화에 크게 기여할 수 있을 것”이라고 설명했다.

연구결과는 재료분야의 세계적인 학술지 ‘어드밴스드 에너지 머티리얼스 (Advanced Energy Materials)’에 이달 10일자로 게재됐다.