부산대학교(총장 최재원)는 나노에너지공학과 서지연 교수 연구팀이 경상국립대 김윤희 교수, 아주대 권오필 교수와 공동으로 태양전지의 효율과 내구성을 동시에 향상시킬 수 있는 접착층 기술을 개발했다고 12일 밝혔습니다.

연구팀은 전자결핍성 분자접착제(EDIAs)를 이용해 페로브스카이트 태양전지(PSCs)의 광전기적 성능과 장기 안정성을 획기적으로 높이는 데 성공했습니다. PSCs는 높은 광전 변환 효율과 유연한 박막 특성으로 주목받는 차세대 태양전지로, 이번 기술은 역구조 방식의 PSCs에 적용돼 상용화 가능성을 높였습니다.

기존 전자 수송층 소재인 풀러렌은 결합력 부족으로 효율과 안정성 저하 문제가 있었지만, EDIAs는 이 같은 한계를 극복해줍니다. EDIAs는 전자결핍 아렌 작용기와 소수성 부동태화 작용기, 2차 앵커링 작용기로 구성돼 계면 결합력과 전자 수송 특성을 동시에 향상시킵니다.

연구팀은 다양한 분광법을 활용한 정밀 분석을 통해 EDIAs가 전지의 균열 방지와 안정적 작동에 크게 기여함을 입증했습니다. 특히, 2차 앵커링 작용기가 없는 물질은 효과가 낮았으며, 이상적인 물질로는 NDI-C9-Ace가 제시됐습니다.

서 교수는 “단일 물질로 다기능성 박막을 구현해 다양한 형태의 태양전지에 적용 가능한 기술”이라며 “범용 기술로의 확장 가능성도 크다”고 말했습니다.

이 연구 결과는 국제학술지 'Journal of Energy Chemistry' 4월 18일자 온라인판에 게재됐으며, 오는 9월 정식 출판될 예정입니다. 이번 연구는 산업통상자원부, 과학기술정보통신부, 교육부 및 한국연구재단 등의 지원을 받아 수행됐습니다.