율이 보고되었다. 낮은 제작 단가, 용이한 생산 공정, 유연화 가능 등의 장점이
있어 실리콘 태양전지를 이을 차세대 태양전지로 크게 주목받고 있다.
* 결함: 결정 구조에서 이상적인 원자 배열을 벗어난 부분. 페로브스카이트의 결함
은 소재의 광전자적 특성 및 구조적 안정성을 저하시킨다.
* 결정다형체: 동일한 화학 조성을 갖지만 적층 순서가 상이해 결정 구조가 다른
물질을 의미한다. 페로브스카이트 태양전지에 대표적으로 사용되는 페로브스카이
트 소재인 FAPbI3의 경우 [PbI6]4－ 팔면체의 적층 순서에 따라 3C, 2H, 6H 등 다
양한 페로브스카이트 결정다형체가 존재한다. 여기서 숫자는 적층 단위 내 팔면
체의 층수를 의미하며, 알파벳은 결정 구조(C: cubic, H: hexagonal)를 의미한다.
□ 우수한 광전자적 특성을 바탕으로 페로브스카이트는 차세대 태양전지
의 흡광소재로 각광받고 있지만, 결정 결함은 페로브스카이트 태양전지
의 효율과 안정성을 저해하는 요소로 알려져 있다.
∘ 따라서 상용화를 위한 고효율·고안정성 페로브스카이트 태양전지를
구현하기 위해서는 결함제어가 필수적이며, 현재까지는 주로 외부 화
학종* 및 저차원 페로브스카이트* 를 도입하는 방법을 택해 왔다.
∘ 그러나 이종 분자 도입을 통한 결함제어 방식은 페로브스카이트의 소
재 균일도와 결정성을 낮춘다는 한계가 있으며, 이러한 한계를 극복하
기 위한 새로운 결함제어 기술 개발이 요구되고 있는 실정이다.
* 외부 화학종: 페로브스카이트 전구체를 제외한 다른 화학 첨가제들을 의미한다.
페로브스카이트 결함제어를 위해 Lewis-base 제제, 알칼리 금속, 고분자 등 외부
화학종을 도입하는 연구가 지속적으로 보고되고 있다.
* 저차원 페로브스카이트: 페로브스카이트 구조를 가지지만 차원이 낮아진 형태로
2차원 또는 준이차원(quasi-2D) 페로브스카이트를 지칭한다. 높은 형성에너지를
바탕으로 우수한 열역학적 안정성을 가져 페로브스카이트 결함제어 요소로 사용
될 수 있다.
□ GIST 신소재공학부 김호범 교수팀은 스위스 로잔 연방공대
Nazeeruddin 교수팀, Dyson 교수팀, 한국화학연구원 전남중 책임연구
원팀과의 공동연구를 통해 ‘꼭짓점 공유 성분을 포함하는 6H 페로
브스카이트 결정다형체’를 활용한 페로브스카이트 결함제어 신기술