전북대 나석인 교수(유연인쇄전자전문대학원) 연구팀이 첨가물을 이용한 ‘고품질 페로브스카이트(Perovskite) 박막형성 기술’을 개발했다고 14일 밝혔다. 
연구팀은 이를 적용해 세계 최고 수준의 효율을 달성함으로써 ‘고효율 대면적 페로브스카이트 태양전지’의 상용화를 앞당길 수 있는 길을 열었다.

태양전지의 핵심은 태양 빛을 흡수해 전기를 생산하는 광활성층으로, 페로브스카이트 태양전지는 유기물과 무기물로 구성되고 칼슘티타네이트(CaTiO3)와 동일한 페로브스카이트 결정구조를 가지는 광흡수 특성이 우수한 소재를 광활성층으로 사용한다. 이런 이유로 페로브스카이트 태양전지는 저온/용액공정을 통해 값싸고 손쉽게 제조할 수 있을 뿐만 아니라 고효율의 태양전지 제조가 가능해 실리콘 태양전지를 대체할 차세대 태양전지 후보 중 하나로 꼽힌다.
페로브스카이트 태양전지 상용화는 광흡수 특성이 높은 고품질의 대면적 페로브스카이트 광활성층을 얼마나 튼튼하고 안정적으로 제조할 수 있는가에 달려있다. 
기존 페로브스카이트 광활성층 내부 및 표면에 존재하는 다수의 결함에 의해 효율이 저하되고 안정성에 치명적인 문제들이 발생되고 있다.
이에 나석인 교수팀은 이를 해결하기 위해 두 가지 기능기를 동시에 가지는 새로운 유기물 첨가제를 도입하고, 기능기의 역할을 밝히는 것에 역점을 뒀다. 
이번 연구에서 도입된 새로운 유기물 첨가제가 페로브스카이트 박막 내부 및 표면의 결함을 줄이고 보완함으로써 태양전지의 효율과 안정성을 동시에 향상시켰다.
수산화 말단 기능기(-OH)에 의한 선택적 양이온 착화물의 형성으로 페로브스카이트 결정성장이 제어되고 결함이 감소된 것이라고 연구팀은 설명했다. 
이번 연구는 ‘한국전력연구원 (주력연구사업)’과 ‘한국연구재단 (기초연구사업)’의 지원을 통해 수행됐다.