사이에 산화피막(passivation layer)을 도입하는 방법이 시도되었다.
하지만 이러한 방법은 공정의 복잡함을 불러와 페로브스카이트
물질의 불안정성을 근본적으로 해결하는 방법이 필요하다.
2. 연구내용
○ 연구팀은 표면 재결정화 방법*으로 MAPbI3 박막의 표면에 존재하는
결함 및 결정화되지 못한 비정질 영역들을 제거하였다. MAPbI3 박막
표면의 결함 감소 및 재결정화는 시분해 분광학 방법(Time-resolved
spectroscopy)와 그레이징 입사 X선 산란(Grazing Incident Wide Angle
X-ray Scattering) 방법을 통하여 확인하였다.
* 표면 재결정화 방법(Surface re-crystallization) : MAPbI3 페로브스카이트/유기
기능층 다층 박막을 고진공 조건(<10-6 Torr)에 보관하여 페로브스카이트
표면의 결함 및 비정질 영역들을 기능층에 흡수시킨 후, 기능층을 제거하여
페로브스카이트 박막 표면의 결정화를 강화시키는 방법
○ 표면 재결정화를 거치지 않은 MAPbI3 박막으로 제작된 태양전지의
경우, 유사 태양광(자외선이 포함된 AM 1.5 태양광 스펙트럼, 100
mW/cm2 빛 세기) 조건에 노출시켰을 때 태양전지의 성능이 급격히
감소하는 결과를 보였다. 하지만 표면 재결정화를 거친 MAPbI3 박막
으로 제작된 태양전지는 같은 조건에 1,000 시간 동안 노출시켰을 때,
초기 성능의 80%를 유지하는 것을 확인하였다.
○ 또한 유사 태양광 조사시 태양전지를 지속적으로 구동시키며 최대
전력점 추적(Maximum Power Point Tracking, MPPT) 조건에서
효율변화를 측정하였다. 빛에 노출시킨 후 또는 유사 태양광에서
자외선을 제거한 뒤에 측정한 기존 연구들에 비해 보다 가혹한
조건에서 얻은 결과여서 더욱 의미가 있다. 또한, 같은 조건에서
제작된 태양전지를 85℃의 온도에 지속적으로 노출시켰을 때, 1,000
시간 후에 초기 성능의 90%가 유지되는 것을 확인하였다.