국내 연구진이 차세대 태양전지 소재로 꼽히는 ‘페로브스카이트 양자점’의 구조를 개선해 전력변환 효율을 높이는 데 성공했다.

대구경북과학기술원(DGIST)은 최종민 에너지공학과 교수와 이태경 경상국립대 나노·신소재공학부 교수, 김영훈 국민대 응용화학부 교수 연구팀이 기존보다 의 전력변환 효율과 안정성을 개선한 페로브스카이트 양자점 태양전지를 개발했다고 23일 밝혔다. 연구성과는 국제 학술지 ‘케미컬 엔지니어링 저널’에 15일 게재됐다.

페로브스카이트 양자점은 빛을 전기로 바꾸는 능력이 뛰어나고 대량생산도 쉽다는 장점이 있다. 하지만 태양전지로 활용하면 표면이 구겨진 종이처럼 왜곡돼 성능이 떨어지고 오래 사용하지 못한다는 한계가 있다.

연구팀은 구겨진 종이를 펼치듯 페로브스카이트 양자점의 표면을 안정적으로 붙들어주는 새로운 ‘리간드’ 소재를 사용했다. 이를 통해 태양전지의 표면 결함을 크게 줄였고 전력변환 효율을 기존 13.6%에서 15.3%로 높였다. 15일이 지난 후 처음의 83% 성능을 유지하는 안정성도 보였다.

최 교수는 “양쪽성 리간드를 새로이 도입해 양자점 표면의 결함부위를 최소화하고 양자점의 표면이 더 안정적으로 유지되도록 만들어 태양전지의 효율과 안정성을 크게 향상시킬 수 있었다”며 “페로브스카이트 양자점의 표면 안정화에 대한 연구를 지속하여 향후 다양한 광전소자에 확대 응용될 수 있기를 기대한다”고 말했다.