국내 연구팀이 페로브스카이트 광전소자의 핵심 구동원리를 규명했다. 실리콘계 태양전지를 대체할 수 있는 미래 에너지 소자 개발에 기여할 것으로 기대된다.
광주과학기술원(GIST·총장 문승현)은 고도경 물리·광과학과 교수팀이 최근 페로브스카이트 박막에서 생성된 에너지를 운반하는 자유입자(운반자)의 동역학이 박막 제작공정에 의존해 변화하는 원인과 현상을 규명했다고 11일 밝혔다.
페로브스카이트는 공정단가가 낮고 에너지 전환 효율이 높아 실리콘 단결정계 태양전지를 대체할 수 있을 것으로 기대된다.
고 교수팀은 펨토초(1000조분의 1초) 레이저 기반의 순간흡수분광법으로 다양한 합성공정으로 제작한 페로브스카이트 박막의 현미경적 구조와 에너지 운반자 동역학 간의 관계를 밝혀냈다. 페로브스카이트 박막의 미세구조물인 결정 그레인의 크기, 균일성, 결함 등이 태양전지 에너지 생성과 이완, 재결합에 직접 영향을 준다는 사실을 확인했다.
이번 연구는 페로브스카이트 박막의 에너지 운반자 거동 특성과 광전변환 효율 간의 구체적인 연결고리를 명확하게 규명했다는 데 의미가 있다.
고도경 교수는 “페로브스카이트 소재에서 일어나는 에너지 운반자의 초고속 거동의 근원을 파악했다”며 “페로브스카이트 광전소자의 에너지 변환효율 증대를 위한 최적의 구조를 개발할 수 있게 됐다”고 말했다.
광주=김한식기자 hskim@etnews.com
