미래창조과학부(장관 최양희)는 이광희 광주과학기술원 연구팀이 효율 저하 없이 기존 1㎠ 의 소면적 페로브스카이트 태양전지 면적을 10배 이상 크게 제작하는데 성공했다고 25일 밝혔다. 이 기술은 반투명 빌딩 유리 태양전지 패널과 같은 건물 일체형 태양전지 등에 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

페로브스카이트 태양전지는 쉽게 만들 수 있으면서도 태양광에너지로부터 전기에너지를 얻어내는 효율이 높다는 장점때문에 전 세계에서 연구개발이 활발히 이어지고 있다. 그러나 크게 만들 수록 필름 전체 면적을 덮지 못해 발생하는 작은 구멍으로 효율이 급격하게 감소하는 문제가 있었다.

대면적에서 균질한 페로브스카이트 박막을 얻기 위해서는 유기전하수송층 표면의 표면에너지를 높여 전구체 용액의 젖음성을 개선해야 한다. 연구팀은 이를 해결하기 위해 공액 고분자 전해질을 유기전하수송층 위에 계면 상용화제로 코팅하고 그 위에 페로브스카이트 필름을 형성했다. 그 결과 페로브스카이트 전구체 용액의 젖음성을 획기적으로 증가시켜 넓은 면적에서도 고품질의 페로브스카이트 박막을 얻는데 성공했다.

이 기술로 연구팀은 18.4㎠(4.6cm×4cm)의 대면적 페로브스카이트 필름을 제작, 16% 이상, 최고 17%의 고효율을 확인했다.

이광희 교수는 "이 연구는 고성능의 대면적 페로브스카이트 태양전지를 최초로 개발한 것"이라며 "저비용 용액공정을 통해 큰 면적으로 제작이 가능하기 때문에 반투명 빌딩 유리 태양전지 패널과 같은 건물 일체형 태양전지 등에 적용할 수 있다. 페로브스카이트 태양전지 상용화를 앞당기는데 기여할 것으로 기대된다"라고 말했다.