반구형 페로브스카이트 태양전지, 입사각 민감도 낮춰

pv magazine · 2026년 10월 23일 · 큐픽스 에너지 요약

중국 연구팀이 태양광 입사각에 따른 성능 변동을 줄이기 위해 표면에 텍스처를 적용한 반구형 페로브스카이트 태양전지 구조를 제안했다. 소자는 ITO 전극, PCBM 전자수송층, CH₃NH₃PbI₃ 페로브스카이트 흡수층, NiO 정공수송층, Ag 후면전극으로 구성됐다.

연구팀은 Lumerical 소프트웨어로 평면형, 나노와이어형, 매끄러운 반구형, 라운드콘 및 텍스처 라운드콘 반구형 등 5개 구조를 300~800nm 파장과 0~50° 입사각 범위에서 시뮬레이션했다. 0~50° 구간 평균 단락전류밀도는 텍스처 라운드콘 구조가 25.47mA/cm²로, 매끄러운 반구형 24.03mA/cm², 평면형 22.52mA/cm²보다 높게 계산됐다.

텍스처 라운드콘 구조의 평균 최대 출력은 28.25mW/cm², 광흡수율은 95% 이상으로 나타났다. 해당 연구는 지린사범대와 중국과학원 연구진이 참여해 학술지 Solar Energy에 게재됐다.

이 글에 나온 용어

페로브스카이트

perovskite

페로브스카이트는 ABX₃ 형태의 결정 구조를 가리키는 이름이며, 태양광 분야에서는 이 구조를 갖는 금속 할라이드 화합물을 광흡수층으로 쓰는 태양전지를 뜻한다. 용액을 바르거나 인쇄하는 저온 공정으로 박막을 만들 수 있어, 고온·고진공 공정이 필요한 결정질 실리콘과 제조 방식이 다르다. 조성을 바꿔 빛을 흡수하는 파장 대역(밴드갭)을 조절할 수 있다는 점이 특징이어서, 실리콘 셀 위에 페로브스카이트 셀을 올려 서로 다른 파장을 나눠 흡수하게 하는 탠덤 구조 연구가 활발하다. 이 방식은 단일 접합 셀의 이론적 효율 한계를 넘어설 수 있는 경로로 다뤄진다. 다만 수분·산소·열·자외선에 의한 열화와 대면적 균일 코팅이 상용화 단계에서 검증 대상이며, 내구성은 IEC 61215 같은 표준 시험 절차로 평가한다.

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