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중국 연구진, 유기 태양전지용 분자 고정 전략 개발

중국과학원 닝보재료기술공정연구소 연구팀이 유기 태양전지의 전극과 정공수송층 계면을 안정화하는 분자 고정(molecular locking) 전략을 개발했다. 진공 증착한 염화인듐(InClx) 중간층이 리간드 교환을 유발해 인듐-산소-인(In-O-P) 배위 네트워크를 형성하고, 자기조립 단분자막(SAM)을 치밀하고 균일하게 고정한다. 소면적 소자는 20.4%의 전력변환효율을 기록했고, 개구면적 15.6cm² 모듈에서는 활성면적 기준 18.8% 효율을 달성했다고 교신저자 류취안 교수는 밝혔다. 소자는 25℃ 연속 운전 조건에서 2,000시간 최대전력점 추적 후 초기 효율의 85% 이상을 유지했다. 연구는 학술지 Joule에 'Chloride-mediated SAM locking via ligand-exchange reaction enables 18.8% active-area efficiency and stable organic solar modules' 논문으로 게재됐으며, 중국국가자연과학기금과 닝보 공익연구계획의 지원을 받았다.

10월 29일

중국 연구진, 27.39% 효율 역구조 페로브스카이트 태양전지 제작

중국 허베이공업대학, 자싱난후대학, 톈진대학 연구진이 새로운 분자 설계 방식을 적용한 역구조(p-i-n) 페로브스카이트 태양전지를 제작했다. 연구진은 아다만테인 골격에 두 개의 카르복시메틸 배위기를 결합한 첨가제 ADA-DA를 사용해 미배위 납 이온(Pb²⁺)을 결합시키는 '입체 차단 이중 자리 킬레이션(SGDC)' 전략을 제시했다. 표준 조도 조건에서 소자는 27.39%의 광전변환효율을 기록했으며, 해당 전략을 적용하지 않은 기준 셀은 26.24%였고 결과는 비공개 제3자 인증기관이 검증했다고 밝혔다. 양면 미니모듈로 확대한 결과 유리/ITO 측 조사 시 163.93㎠ 13셀 모듈이 최고 22.21%, IZO 측 조사 시 151.32㎠ 12셀 모듈이 최고 22.33% 효율을 나타냈다. 151.32㎠ 모듈은 연속 백색 LED 조사 5,000시간 이상에서 출력이 1,028.5mW에서 1,024.1mW로 감소해 99.6%를 유지했으며, 연구 결과는 학술지 Joule에 게재됐다.

9월 3일