응용화학공학과

페로브스카이트 물질 활용한 태양전지의 효율 및 안정성 향상 연구 

공과대학 응용화학공학과 송슬기 교수가 영국 왕립화학회(RSC, Royal Society of Chemistry)에서 발간하는 국제 학술지인 Journal of Materials Chemistry(JMCA)의 2023년 '이머징 인베스티게이터(Emerging investigator)'로 선정됐다.

왕립화학회는 1841년 설립돼 전 세계 5만 4,000명이 넘는 회원을 보유한 화학분야의 최고 권위의 학회로, 전도유망한 신진연구자 중 우수한 성과를 이룬 연구자를 ‘이머징 인베스티케이터’로 선정하고 있다. 

이와 관련해 송슬기 교수는 페로브스카이트 물질을 활용한 태양전지의 효율 및 안정성 향상에 관련한 연구를 인정받아 JMCA의 신진연구자 시리즈(Emerging Investigator Series)에 초청논문을 발표했다. 송슬기 교수팀의 논문은 ‘Journal of Materials Chemistry A’(IF:14.511) 7월 11일자 온라인판에 게재됐다.(논문 제목 : A dual functional molecule for perovskite/P3HT interface to achieve stable perovskite solar cells) 

이번에 발표한 논문 ‘A dual functional molecule for perovskite/P3HT interface to achieve stable perovskite solar cells'에는 양기능성 물질을 이용해 페로브스카이트 태양전지 박막 계면에 안정성을 향상시켜 태양전지의 안정성을 극대화시키는 연구결과를 담고 있다. 

전 세계적으로 이슈가 되고 있는 에너지 문제를 해결하기 위해 태양에너지를 이용한 태양전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는 가운데, 실리콘태양전지의 뒤를 이을 차세대 태양전지인 페로브스카이트 태양전지가 실리콘 태양전지에 상응하는 높은 효율을 기록하며 가장 유력한 상용화 태양전지의 대안으로 떠오르고 있지만, 소자의 안정성의 문제를 해결해야하는 과제를 안고 있다. 

송슬기 교수 연구팀은 페로브스카이트와 정공전달층의 양쪽에 반응성을 갖는 양기능성 물질을 활용하여 태양전지 내부의 박막 계면을 안정시키고, 정공전달물질의 안정성을 동시에 향상시킬 수 있는 핵심기술을 세계 최초로 보고했다. 

해당 양기능성 물질을 갖는 페로브스카이트 태양전지 내부의 계면을 안정시켜 고수분의 환경에서도 초기 효율의 90%를 유지하는 결과를 보임으로써 페로브스카이트 태양전지 상용화에 대한 핵심기술을 확보했다고 보고했다. 

송슬기 교수는 “두 가지의 역할을 동시에 할 수 있는 기술을 페로브스카이트 태양전지에 적용하여 태양전지의 안정성을 획기적으로 향상시킴으로써 페로브스카이트 태양전지 안정성 확보에 대한 로드맵을 제시할 뿐 아니라 상용화 및 소자 최적화에 큰 도움을 줄 것으로 기대한다”고 밝혔다. 

한편, 이번 연구는 한국연구재단의 기본연구와 중소벤처기업부의 기술개발사업 의 지원을 받아 수행되었으며 아래 링크를 통해서 확인할 수 잇다. 

□ 논문 링크 : https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2023/ta/d3ta01910a