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한국에너지기술연구원 태양광연구단은 페로브스카이트 태양전지의 수명을 떨어뜨리는 리튬 이온을 제거하는 촉매 공정 기술을 개발했다고 15일 밝혔다. 페로브스카이트 태양전지에는 전하를 외부로 전달하는 정공수송층이 들어가며, 정구조 태양전지의 정공수송층에는 전하 수송 효율을 높이는 리튬염과 이를 잘 녹게 하는 첨가제가 사용된다. 고온·고습 환경에서 첨가제가 증발하면서 막 사이에 틈을 만들고 접합 부위에 결함을 일으키는 점이 문제로 지적됐다. 리튬염에서 분리된 리튬 이온이 태양전지 내부를 이동하는 현상도 수명을 단축하는 원인으로 꼽힌다.
10월 16일
한국에너지기술연구원 태양광연구단은 UNIST 김동석 교수 연구팀 등과 함께 페로브스카이트 태양전지의 정공수송층에서 리튬 이온을 포집·제거하는 '촉매 반응 후 필터링 추출 공정'을 개발했다고 10월 15일 밝혔다. 정공수송층 제조 용액에 산화니켈 분말을 넣어 산화 반응을 유도하고 표면에 리튬 이온을 붙잡은 뒤, 필터로 분말과 리튬 이온을 함께 걸러내는 방식이다. 산화니켈이 리튬염의 용해도를 높여 기존 첨가제 없이 공정을 진행할 수 있으며, 산화 반응은 빛이 없는 환경에서도 5초 이내에 완료됐다. 이 공정으로 제작한 태양전지는 온도 85℃·상대습도 85% 환경에서 1000시간 시험 후 초기 효율의 95%를 유지했고, 광전변환효율은 25.24%로 기존 첨가제 공정의 25.21%와 비슷한 수준이었다. 연구 결과는 국제학술지 '어드밴스드 사이언스'에 5월 4일 게재되며 5월호 표지논문으로 선정됐다.
10월 15일
한국에너지기술연구원 태양광연구단이 페로브스카이트 태양전지의 수명을 늘릴 수 있는 촉매 공정 기술을 개발했다고 밝혔다. 연구진은 필요한 화학 반응만 유도한 뒤 반응이 끝나면 리튬 이온을 촉매와 함께 걸러내는 '촉매 반응 후 필터링 추출 공정'을 개발했다. 공정의 핵심은 산화니켈 촉매로, 산화니켈 분말을 정공수송층 제조 용액에 투입하는 방식이다. 연구원은 수명 단축의 주원인인 리튬 이온을 제거할 수 있어 페로브스카이트 기반 탠덤 태양전지 상용화를 앞당길 수 있을 것으로 전망했다.
10월 15일
중국 난징대 연구팀이 새로운 고분자 정공수송층(HTL) PNCC를 적용한 역구조(p–i–n) 페로브스카이트 상부셀 기반 페로브스카이트-실리콘 탠덤 태양전지를 개발했다. PNCC는 PACz와 트리아릴아민 단위를 1:3 몰비로 공중합한 소재로, PTAA의 젖음성 부족과 PACz 기반 자기조립단분자막(SAM)의 막 균일도 문제를 동시에 다루도록 설계됐다. 대기 중 블레이드 코팅으로 제작한 단일접합 소자는 효율 26.6%, 개방전압 1.21V, 단락전류밀도 26.1mA/cm², 충진율 84.1%를 기록했고 제3자 기관 인증 효율은 26.5%였다(PTAA 23.5%, Me-4PACz 24.1%). 2단자 탠덤 소자의 최고 효율은 33.3%, 독립 인증 효율은 33.0%이며 18개 소자 평균은 32.0%였다. 봉지된 탠덤 셀은 65℃ 대기 중 1-sun 조건에서 1,140시간 후 초기 효율의 85%를 유지했다. 연구 결과는 Nature Sustainability에 'Scalable ambient fabrication of single-junction and perovskite–silicon tandem solar cells'로 게재됐다.
9월 21일