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증착 방식 올페로브스카이트 탠덤 태양전지의 밴드갭별 고체상 전환 경로 규명
연구진은 용매를 쓰지 않는 순차 열증착(sequential thermal evaporation, sTE) 공정으로 쌓은 광대역 밴드갭(wide-bandgap) 및 Sn-Pb 협대역 밴드갭(narrow-bandgap) 전구체 적층에서 고체상 전환(solid-state conversion) 과정을 시간 분할 비인시투(ex situ) 분석으로 추적했다. 광대역 밴드갭 적층에서는 포름아미디늄(formamidinium, FA) 함유 종이 무기 템플릿에 침투하고 Br/I 재분포가 3차원 페로브스카이트 형성보다 먼저 일어났으며, 최종 밴드갭은 명목상 PbBr₂/PbI₂ 비율이 아니라 PbBr₂의 절대 두께가 결정한다고 보고했다. 협대역 밴드갭 적층에서는 포름아미디늄 요다이드 증착 단계에서 Pb가 풍부한 페로브스카이트 상이 조기에 형성되어 하부 SnI₂로의 FA 침투가 제한되고, 이후 열처리에서 격자 재배열이 Sn/Pb 상호확산보다 빨라 수직 조성 구배가 남았다. 이 이해를 바탕으로 1.26~1.96 eV 범위의 sTE 흡수층을 구현하고, 증착 방식 올페로브스카이트 탠덤 전지로는 처음으로 전력변환효율 19.2%를 보고했으며, 봉지(encapsulated) 소자는 65 °C, 1,200시간(ISOS-D-2) 조건에서 초기 효율의 평균 80%를 유지했다. 다만 초록에 보고된 효율은 기존 용액공정 탠덤 대비 낮은 수준이며, 협대역 밴드갭 층의 수직 조성 구배가 남아 있는 점은 해결되지 않은 한계로 제시된다.
9월 17일