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연구팀은 페로브스카이트 태양전지 전용 ITO 투명 전극을 구현하기 위해 Co-sputtering 공정을 이용해 Sn(주석) 도판트 함량을 미세하게 조절하고 빛을 이용한 급속 열처리 기술을 도입하여 페로브스카이트 전용 ITO 투명 전극을 세계 최초로 구현했다. 연구팀은 이를 ‘CE-ITO(Composition Engineered ITO)’로 명명했다.
이 전극은 2.75Ohm/sqaure의 낮은 면저항과 94%의 광투과도를 보여 전극 교체만으로 페로브스카이트 태양전지 효율을 20.78%(일반적인 ITO 전극)에서 23.35%(CE-ITO 전극)로 대폭 향상시킬 수 있었다.
또한 CE-ITO 전극에 제작된 페로브스카이트 태양전지는 일반적인 ITO에 제작된 페로브스카이트 태양전지에 비해 우수한 안정성을 나타내어 차세대 페로브스카이트 태양전지 상업화를 위한 핵심 기술을 확보했다.
CE-ITO 전극의 우수한 전기적/광학적 특성과 안정성의 비결은 페로브스카이트 광활성층의 에너지밴드를 고려한 Sn(주석) 도판트의 정확한 함량 제어와 빛을 이용한 급속 열처리를 통해 이루어지는 결정화 기술에 있다고 연구팀은 설명했다.
이번 연구 결과는 차세대 태양전지로 알려진 페로브스카이트 태양전지 연구 및 상용화를 위한 핵심 전극 기술로, 반투명 페로브스카이트 태양전지, 초고효율 탠덤 태양전지의 상용화를 앞당길 것으로 기대되고 있다.
뿐만 아니라 CE-ITO 기술은 차세대 우주용 초고효율 태양전지의 안정성을 확보하는 기술로 적용이 가능할 것으로 예상된다.
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