난징대, 페로브스카이트-유기 탠덤 전지 효율 27.35% 기록

pv magazine · 2026년 9월 11일 · EnergyNews 요약

중국 난징대학교 연구진이 근적외선(NIR) 흡수를 강화한 저밴드갭 유기 하부셀을 적용해 페로브스카이트-유기 탠덤 태양전지를 제작했다. 연구진은 광학 밴드갭 1.23eV의 신규 비풀러렌 억셉터 'Zh-F'를 합성해 BTP-eC9, 고분자 도너 PM6와 3원 이종접합을 구성했으며, 이 유기 단일셀은 효율 19.84%, 개방전압 0.853V, 단락전류밀도 29.00mA/cm², 전압손실 0.510V를 나타냈다.

유리·ITO 기판 위에 NiOₓ, Ph-4PACz, 광대역 페로브스카이트 흡수층, C₆₀를 쌓은 상부셀(효율 19.45%)과 결합한 모놀리식 2단자 탠덤 소자는 효율 27.35%, 개방전압 2.16V, 단락전류밀도 15.35mA/cm², 충전율 82.39%를 기록했고, 기존 억셉터 기반 기준 소자는 25.69%였다. 교신저자 Qingdong Zheng은 이 소자의 공인 효율이 26.88%로 해당 구조에서 보고된 가장 높은 검증 효율이라고 밝혔으며, 미봉지 소자가 1-sun 연속 조사 약 744시간 후 초기 성능의 80%를 유지했다고 설명했다.

연구 결과는 학술지 Joule에 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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댐 수면을 활용한 수상태양광에 주민 참여·수익 공유 모델을 결합한 사례로, 지방정부·중앙부처·수자원공사가 함께 추진 의지를 밝힌 단계다.

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