Topic
6건 · 전체 뉴스
UNIST 양창덕·최경진 교수팀은 패시베이션 물질을 진공에서 휘발시켜 페로브스카이트 표면에 증착하는 방식으로 태양전지 효율과 내구성을 높였다고 9월 20일 밝혔다. 연구팀은 패시베이션 물질 6종의 열 안정성과 휘발 특성을 비교해 '피페라지늄 다이아이오다이드(PDI)'를 선정하고 초당 0.01나노미터씩 쌓았다. 이 기술을 적용한 페로브스카이트 태양전지의 최고 효율은 26.05%로 같은 물질을 용액으로 처리한 25.43%보다 높았고, 페로브스카이트·실리콘 탠덤 전지는 공인효율 33.09%를 기록했다. 섭씨 65도 광조사 작동 시험에서 초기 효율의 90%를 유지한 시간은 1,005시간으로 용액 처리 전지보다 약 55% 길었다. 연구 결과는 Energy & Environmental Science에 9월 1일 출판됐으며 한국연구재단과 한국에너지기술평가원의 지원을 받았다.
9월 20일
한국에너지기술연구원은 태양광연구실 홍성준 박사 연구팀이 울산과학기술원, 군산대와 함께 역구조 페로브스카이트 태양전지용 '쌍분자 패시베이션' 기술을 개발했다고 28일 밝혔다. 이 기술은 크기가 작은 PDAI 분자로 결정 경계의 미세 결함을 메운 뒤, 4TF 분자가 표면의 불안정한 납(Pb) 원자와 결합해 표면을 화학적으로 안정화하는 순차 적용 방식이다. 해당 태양전지는 24.6%의 광전변환효율(PCE)을 기록했으며, 이는 표면처리를 하지 않은 대조군 21.21%와 PDAI 단독 적용 23.17%보다 높은 수치다. 연구진은 두 분자를 순차적으로 함께 적용할 때 결함 제거와 표면 안정화 효과가 함께 나타나 성능과 안정성이 동시에 향상되는 점을 확인했다. 홍성준 박사는 건물 창문, 자동차 선루프, 휴대용 전자기기 등에 적용될 유연 태양전지 상용화에 활용될 원천기술이라고 밝혔다.
8월 28일
한국에너지기술연구원 태양광연구실 홍성준 박사 연구진이 울산과학기술원, 군산대학교와 공동으로 역구조 페로브스카이트 태양전지 기술을 개발했다고 밝혔다. 개발된 기술은 태양전지의 효율과 안정성을 동시에 높이는 '쌍분자 패시베이션' 기법이다. 기존에는 결함을 메우기 위해 한 가지 분자만 사용했으나, 연구진은 서로 다른 결합 특성을 가진 두 가지 유기 분자를 조합하는 방식을 도입했다. 연구진은 이 기술이 고효율 유연 태양전지의 상용화를 앞당길 원천 기술이라고 설명했다. (본문이 중간에 끊겨 구체적인 효율·안정성 수치는 확인되지 않는다.)
8월 27일
한국에너지기술연구원 태양광연구실 홍성준 박사 연구진이 울산과학기술원 박영석 교수, 군산대학교 이경구 교수 연구팀과 공동으로 역구조 페로브스카이트 태양전지의 '쌍분자 패시베이션' 결함 제어 기술을 개발했다. 분자 크기가 작은 프로판-1,3-디암모늄 디아이오다이드(PDAI)를 먼저 주입해 박막 내부 결정립계의 빈틈을 메운 뒤, 불소 기반 4TF 분자를 연속 코팅해 표면에 잔존하는 납 원자 등 화학적 결함을 안정화하는 방식이다. 해당 기술을 적용한 소자는 광전변환효율 24.6%(최고 24.61%)를 기록했으며, 무처리 대조군은 21.21%, 단일 분자 처리군은 23.17%였다. 홍성준 박사는 건물 일체형 창문, 자동차 선루프, 휴대용 기기용 유연 태양전지와 대면적 슬롯다이 코팅 기반 모듈화 공정, 실리콘·페로브스카이트 탠덤 전지 상용화와의 접목 계획을 언급했다. 연구 성과는 학술지 'ACS 어플라이드 머티리얼즈 앤 인터페이스(ACS Applied Materials & Interfaces)'에 게재됐다.
8월 27일
연구진은 진폭변조 켈빈 프로브 힘 현미경(amplitude-modulated Kelvin probe force microscopy, KPFM)을 이용해 아미노실란 계열 분자인 AEAPTMS가 혼합 양이온·혼합 할라이드 페로브스카이트 박막의 표면전위와 광전압 거동을 어떻게 바꾸는지 나노 스케일에서 직접 관찰했다. 암(暗)조건 접촉전위차(contact potential difference, CPD) 분포는 뚜렷한 형상 변화 없이 약 45.7 mV에서 약 14.6 mV로 좁아졌고, 광조사 시 정상상태 표면광전압(surface photovoltage, SPV)은 약 345 mV에서 약 417 mV로, 안정화 시간상수는 약 840초에서 약 470초로 각각 변했다고 보고한다. 파장 의존 SPV 측정에서는 밴드갭 이하 전자적 무질서가 줄어든 경향이 나타났으며, 결정립계(grain boundary)와 결정립 내부 기여를 분리한 분석에서 AEAPTMS가 결정립계 전위 장벽을 억제하는 것으로 해석했다. 다만 이 결과는 박막 표면 특성 측정에 한정된 것으로, 초록에는 완성된 소자의 효율이나 장기 안정성 데이터가 제시되어 있지 않다.
7월 8일
연구진은 완성된 페로브스카이트 태양전지(perovskite solar cell)를 대상으로 광발광 이미징(photoluminescence imaging)과 드리프트-확산 시뮬레이션(drift diffusion simulation)을 결합하고, 베이지안 추론(Bayesian inference)으로 재결합(recombination) 과정을 지배하는 파라미터의 '추론 맵'을 생성했다. 70 °C·전 파장 태양광 조건에서 소자를 열화시키며 이 파라미터 맵의 시간에 따른 변화를 추적했고, 정공수송층(hole transporting layer) 계면, 전자수송층(electron transporting layer) 계면, 벌크(bulk) 중 어디에서 열화가 일어나는지 구분할 수 있었다고 보고한다. 분석 결과 열화는 공간적으로 균일하지 않았으며 광전자 파라미터 맵에서 뚜렷한 거시적 불균일성이 나타났고, 특정 영역의 가장 큰 열화는 페로브스카이트/수송층 계면에서 비롯된 것으로 지목됐다. 또한 아미노-실란(amino-silane) 분자 패시베이션(passivation) 처리가 이 열화를 억제한다는 점을 보였다. 다만 초록에는 효율이나 수명 등 소자 성능 수치가 제시되지 않았고, 결과는 해당 실험 조건과 소자 구조에 한정된 것으로 보아야 한다.
6월 11일