2. 연구내용
○ 연구팀은 비방사 재결합을 일으키는 주요한 요인인 물질 자체의
결함과 태양전지 작동 시 소자 내부에 존재하는 소수의 전하를
효율적으로 억제시키기 위해 신규 비공액 고분자 물질을 개발하였다.
○ 연구팀은 개발된 신규 비공액 고분자 물질을 페로브스카이트 층
하부에 도입하여 고품질의 페로브스카이트 박막성장을 유도하여 물질
자체의 결함을 줄였다. 또한, 신규 비공액 고분자층은 페로브스카이트
층에서 생성된 광전하들을 효율적으로 전하수송층으로 추출할 수
있도록 하였고, 이는 신규 비공액 고분자층 자체의 높은 전하 수송
능력이 소자 내부에 존재하는 소수의 전하를 효과적으로 억제한
것이다.
○ 따라서, 하나의 층을 도입하여 비방사 재결합을 유도하는 두 가지
주요한 요인을 동시에 억제시켰다. 이는 페로브스카이트 태양전지에
대한 전기발광특성 실험을 통해 전기발광 내부 양자 효율이 3배 이상
증가함으로써 확인되었다.
○ 본 연구팀이 개발한 신규 고분자 박막층을 적용시킨 페로브스카이트
태양전지는 기존의 태양전지에 비해 높은 개방 전압, 광전류를 보여
24.4%의 에너지 전환효율을 기록하였다. 또한 약 700시간 동안 빛에
노출에도 초기효율의 7%만 감소하는 높은 광안정성을 나타내었다.
3. 연구성과/기대효과
○ 본 연구팀은 페로브스카이트 태양전지 성능저하에 가장 큰 영향을
미치는 비방사 재결합을 간단한 용액공정이 가능한 신규 비공액고분자
계면층을 통해 억제시킴으로써 높은 효율과 안정성을 유지하는
태양전지 소자를 개발하였다. 향후, 본 기술은 실리콘/페로브스카이트
태양전지 기반의 초고효율 태양전지, 건물일체형 태양전지, 차량형
태양전지등에 응용 가능할 것으로 기대된다.