난징대, 대기 중 공정으로 33.3% 효율 페로브스카이트-실리콘 탠덤 셀 제작

pv magazine · 2026년 9월 21일 · EnergyNews 요약

중국 난징대 연구팀이 새로운 고분자 정공수송층(HTL) PNCC를 적용한 역구조(p–i–n) 페로브스카이트 상부셀 기반 페로브스카이트-실리콘 탠덤 태양전지를 개발했다. PNCC는 PACz와 트리아릴아민 단위를 1:3 몰비로 공중합한 소재로, PTAA의 젖음성 부족과 PACz 기반 자기조립단분자막(SAM)의 막 균일도 문제를 동시에 다루도록 설계됐다.

대기 중 블레이드 코팅으로 제작한 단일접합 소자는 효율 26.6%, 개방전압 1.21V, 단락전류밀도 26.1mA/cm², 충진율 84.1%를 기록했고 제3자 기관 인증 효율은 26.5%였다(PTAA 23.5%, Me-4PACz 24.1%). 2단자 탠덤 소자의 최고 효율은 33.3%, 독립 인증 효율은 33.0%이며 18개 소자 평균은 32.0%였다. 봉지된 탠덤 셀은 65℃ 대기 중 1-sun 조건에서 1,140시간 후 초기 효율의 85%를 유지했다.

연구 결과는 Nature Sustainability에 'Scalable ambient fabrication of single-junction and perovskite–silicon tandem solar cells'로 게재됐다.

이 글에 나온 용어

페로브스카이트

perovskite

페로브스카이트는 ABX₃ 형태의 결정 구조를 가리키는 이름이며, 태양광 분야에서는 이 구조를 갖는 금속 할라이드 화합물을 광흡수층으로 쓰는 태양전지를 뜻한다. 용액을 바르거나 인쇄하는 저온 공정으로 박막을 만들 수 있어, 고온·고진공 공정이 필요한 결정질 실리콘과 제조 방식이 다르다. 조성을 바꿔 빛을 흡수하는 파장 대역(밴드갭)을 조절할 수 있다는 점이 특징이어서, 실리콘 셀 위에 페로브스카이트 셀을 올려 서로 다른 파장을 나눠 흡수하게 하는 탠덤 구조 연구가 활발하다. 이 방식은 단일 접합 셀의 이론적 효율 한계를 넘어설 수 있는 경로로 다뤄진다. 다만 수분·산소·열·자외선에 의한 열화와 대면적 균일 코팅이 상용화 단계에서 검증 대상이며, 내구성은 IEC 61215 같은 표준 시험 절차로 평가한다.

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