순천향대학교(총장 김승우)는 조남철 에너지시스템학과 교수 연구팀이 페로브스카이트 태양전지 소재의 열에 의한 구조적 변형 문제를 해결할 수 있는 연구결과를 발표했다고 21일 밝혔다.

페로브스카이트 태양전지 재료는 기존 실리콘 태양전지를 대체할 수 있는 차세대 반도체 재료로 주목받고 있다. 하지만 페로브스카이트 태양전지의 상용화를 위해서는 열안정성이 필수적으로 확보돼야 한다.

조남철 교수와 이광재 박사(스탠포드대), 오스만 바커 교수(KAUST; King Abdullah University of Science and Technology) 연구팀은 온도변화에 따른 페로브스카이트의 결정구조 분석을 통해 결정립계 변화에 따른 잔류응력을 관찰했고, 이러한 잔류응력의 차이가 온도변화에 따른 발광(photoluminescence) 특성에 밀접한 상관관계가 있음을 확인했다.

연구결과는 최근 'Domain-Size-Dependent Residual Stress Governs the Phase-Transition and Photoluminescence Behavior of Methylammonium Lead Iodide(위상을 좌우하는 도메인-크기-의존적 잔류 응력-전환 및 광발광 거동)'라는 제목으로 국제학술지 Advanced Functional Materials(고급 기능성 재료, IF: 18.808)에 게재됐다.

교신저자인 조남철 교수는 "지금까지 페로브스카이트의 온도변화에 따른 결정구조와 광학특성 변화의 기전을 찾기 위해 다양한 연구가 진행됐으나, 결정립계 크기에 따른 잔류응력 차이가 페로브스카이트의 재료 특성 변화에 영향을 줄 수 있음을 확인한 연구 결과는 처음"이라며 "이 연구결과는 향후 페로브스카이트 태양전지의 상용화를 위해 선결돼야 할 열안전성 문제 해결을 위한 중요한 기초 연구"라고 말했다.

한편, 이번 연구는 순천향대 신진연구자지원사업과 KAUST의 지원을 받아 수행됐다.