나노기술 및 정책 정보

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● 스위스 Federal Institute of Technology Lausanne의 Mohammad Nazeeruddin 교수 연구팀이 페로브스카이트 태양전지의 대형화 과정에 발생하는 전력 손실과 제조공정의 복잡성을 극복하는 방안을 개발

● 페로브스카이트 태양전지를 상용화하는 과정에서 발생하는 문제는 페로브스카이트를 대형화할수록 전력 효율과 안정성이 떨어진다는 것으로, 이는 전자의 흐름을 방해하는 페로브스카이트 분자 구조의 자연적인 결함 때문이며 저항으로 인한 전력 손실이 발생

● 이러한 문제를 해결하기 위해 연구팀은 페로브스카이트 필름을 만드는 데 사용될 수 있는 사다리꼴 모양의 단결정 이산화티타늄 나노입자를 생산할 수 있는 용매-열 법을 개발

● 나노입자의 사다리꼴과 낮은 격자 불일치 구조로 인해 결함은 획기적으로 감소하며, 결함의 감소로 전력 손실이 감소하고 전자 흐름은 개선됨.

● 새로운 나노입자 기반의 태양전지를 테스트한 결과, 24.05%의 전력 변환 효율과 84.7%의 충전율을 기록하였으며, 1,400시간의 연속 작동 후에도 초기 성능의 90%를 유지

● 특히, 연구팀은 확장 시 손실이 가장 적은 24cm²의 면적으로 22.72%의 효율을 달성한 대면적 전지를 개발

※ Nature Nanotechnology 게재(2022.04.22.), “Single-crystalline TiO2 nanoparticles for stable and efficient perovskite modules”