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성균관대 박남규 교수팀, 도핑 없이 페로브스카이트 태양전지 효율 27.19% 달성

성균관대 화학공학부 박남규 종신석좌교수 연구팀이 장야란 박사, 이상욱 교수 연구팀과 공동으로 화학 도핑 없이 결정 연결구조를 조절해 전자와 정공의 이동을 선택적으로 제어하는 계면 설계 원리를 개발했다고 밝혔다. 연구팀은 분자 끝 원자만 다른 두 유기 양이온 분자인 황(S) 기반 'MTIm'과 질소(N) 기반 'MAIm'을 설계했으며, 황 분자는 이중 사슬 구조로 정공 이동을, 질소 분자는 단일 사슬 구조로 전자 이동을 유도했다. 이 기술을 태양전지 양쪽 계면에 적용한 결과 공인 광전변환효율 27.19%를 기록했고, 655㎠ 모듈에서는 22.26%의 효율을 보였다. 2000시간 연속 광조사 조건에서 초기 성능의 97.8%를 유지했다. 연구는 한국연구재단 리더연구자지원사업 지원으로 수행됐으며 결과는 'Nature Materials'에 게재됐다.

9월 3일