페로브스카이트 태양전지 접촉층 손실 줄여…연구진, 27.2% 효율 보고
연구진이 페로브스카이트 태양전지의 전자 수송층 분자 배열을 바꿔 계면의 에너지 손실을 줄였다고 밝혔다. 인증 효율 27.2%는 소형 실험실 소자의 결과로, 실외 수명과 대면적 생산성은 별도 검증이 필요하다.
국제 공동연구진이 페로브스카이트 태양전지의 접촉층에서 발생하는 에너지 손실을 줄이는 방법을 발표했다. 13일 학술지 《네이처 포토닉스》에 공개된 논문은 시험용 소자에서 인증 전력변환효율 27.2%를 얻었다고 보고했다. 이는 상용 태양광 모듈의 발전 효율이나 장기 운전 성능을 뜻하지 않는다.
분자 배열을 바꾼 접촉층
연구진이 겨냥한 곳은 빛을 흡수하는 페로브스카이트층과 전자를 끌어내는 풀러렌(C60)층 사이의 경계다. 논문은 C60 분자끼리 강하게 결합해 생기는 전자 상태가 이 경계에서 전하의 비발광 재결합을 늘리는 원인이라고 설명했다. 재결합한 전하는 전기로 회수되지 못한다.
연구진은 기체 상태의 트라이알킬아민으로 C60층을 처리해 분자 배열을 흐트러뜨렸다. 논문 초록에 따르면 C60을 쌓은 뒤 측정한 준페르미 준위 분리 손실은 처리 전 89밀리전자볼트(meV)에서 41meV로 낮아졌다. 통상적인 표면 처리까지 병행했을 때는 17meV였다. 이 수치는 전력변환효율과는 다른 계면 손실 지표다.
인증 효율과 실외 운전은 별개
논문이 제시한 인증 효율 27.2%는 유효 면적 1.02㎠인 역구조 소자에서 측정됐다. 안정화 상태의 효율은 26.6%였다. 연구진은 또 주변 공기 조건에서 빛을 1000시간 계속 비춘 시험 뒤 초기 효율의 98% 이상을 유지했다고 보고했다. 야외에서 수년간 작동하는 모듈의 수명을 확인한 시험은 아니다.
미국 에너지부는 페로브스카이트 전지의 작은 실험실 소자와 대면적 모듈 사이에 효율·내구성 격차가 있으며, 시험 조건이 달라 장기 현장 성능을 예측하기 어렵다고 안내한다. 따라서 이번 결과는 접촉층 설계의 가능성을 보여주지만 제조 규모 확대나 상업화 성과로 읽을 수 없다.
논문의 교신저자 중 한 명인 이허우(Yi Hou)는 페로브스카이트 태양광 상용화 기업 싱필름솔라의 창업자라고 이해상충 항목에 밝혔다. 다른 저자들은 이해상충이 없다고 신고했다.
대표 이미지: AI 생성 이미지 / 데이마크
자료: Nature Photonics (2026년 10월 13일) https://www.nature.com/articles/s41566-026-02030-x
미국 에너지부, Perovskite Research Directions (게시일 미표기) https://www.energy.gov/cmei/systems/perovskite-research-directions
