테크노트 국내 연구진, 태양전지 효율과 수명 딜레마 동시에 해결했다

국내 연구진이 태양전지의 효율과 수명 간 상충 문제를 해결했다. 페로브스카이트 태양전지 표면 보호막 내부 구조를 정밀 조절하는 기술 개발로 25% 이상의 고효율과 장기 안정성을 동시에 구현했다. KAIST 생명화학공학과 서장원 석좌교수 연구팀은 한국화학연구원과 공동으로 2차원 보호막 설계 기술을 개발했다고 24일 밝혔다. 이 기술은 페로브스카이트 층 사이를 강한 유기 분자가 연결하는 ‘디온–재콥슨(DJ) 구조’를 적용해 구조적 안정성을 크게 높였다. 종전 ‘3D/2D 구조’의 단점인 2차원 층 변형과 성능 저하 문제를 열처리 조건을 바꾸어 층 쌓임 정도(n값)를 제어함으로써 극복했다. 이에 따라 전하 이동이 원활해져 효율이 상승하고 장기 안정성이 크게 향상됐다. 개발된 태양전지는 25.56%(공인 25.59%)의 전력변환효율을 기록했으며, 85℃·85% 상대습도 조건과 지속 광 조사에서도 성능이 유지됐다. 대면적 모듈 제작에도 적용해 우수성을 검증했다. 서장원 교수는 “전통적으로 효율과 수명 중 하나를 포기해야 했던 딜레마를 표면 보호막 구조 개발로 동시에 해결했다”며 “상용화를 위한 제조 공정 조건에서도 안정적으로 작동한다는 점에서 의미가 크다”고 말했다.

• 이동재 기자
• 2026-03-24 09:50