페로브스카이트 태양전지의 효율은 화학욕증착법(CBD)을 이용하여 전자 수송층을 증착함으로써 향상시킬 수 있습니다. 그러나 기존의 CBD 방식은 대면적 기판에서 균일한 박막을 얻는 데 시간이 오래 걸리고, 불완전한 표면 피복과 산화로 인해 고품질 박막을 증착하지 못하는 경우가 많습니다. 이러한 점을 고려하여, 성균관대학교 신성식 교수와 UNIST 석상일 교수는 2025년 6월 4일, 네이처 에너지(Nature Energy)에 과잉 리간드 전략을 통해 SnO₂의 결함을 억제하여 효율적인 발광 페로브스카이트 태양전지를 구현하는 연구를 발표했습니다. 이 연구에서는 이산화주석(SnO₂) CBD를 기반으로 하는 과잉 리간드 전략을 제시했습니다. 이 전략은 클러스터별 경로를 억제하는 동시에 이온별 경로를 촉진하여 균일한 박막을 생성합니다. 이 방법은 고품질 SnO₂ 전자 수송층을 빠르게 합성하고 결함 밀도를 감소시킵니다. 그 결과, SnO2 필름은 낮은 표면 재결합 속도(5.5cm/s)와 24.8%의 높은 전계 발광 효율을 포함하여 우수한 광전자 특성을 나타냈습니다. 이러한 개선을 통해 페로브스카이트 태양 전지는 최대 26.4%, 페로브스카이트 모듈은 최대 23%, 탄소 기반 페로브스카이트 전지는 최대 23.1%의 에너지 변환 효율을 달성할 수 있었습니다. 이는 고효율 태양 전지의 저비용 대량 생산 가능성을 보여줍니다.

원문 기사:

http://www.nature.com/articles/s41560-025-01781-1