고려대학교 노준홍 교수 연구팀이 물리적 접촉만으로 페로브스카이트 태양전지의 내부 구조를 재편하는 기술을 개발해 고효율과 안정성을 동시에 확보했다.

연구팀은 2차원과 3차원 페로브스카이트 박막을 별도로 제작한 뒤 단순히 맞닿게 하는 방식으로 ‘접촉 유도 양이온 상호작용’을 확인했다. 이 과정에서 화학적 결합 없이도 계면 상호작용이 발생하며 물질 내부 구조까지 변화하는 현상이 나타났다.

특히 이 상호작용은 접촉 시 구조가 재편되고, 분리하면 원상태로 돌아가는 가역적 특성을 보였다. 추가 열처리를 병행할 경우 이온 분포가 균일해지고 결정 구조가 더욱 안정적으로 정렬되는 효과도 확인됐다.

이 기술을 적용한 태양전지는 광전변환효율 26.25%를 기록했다. 또 2000시간 구동 후에도 초기 효율의 95.2%를 유지했으며, 예상 작동 수명은 약 2만4800시간으로 분석됐다.

노준홍 교수는 “단순 접촉만으로 계면 상호작용과 구조 재편을 유도할 수 있음을 확인했다”며 “차세대 결정성 소재 설계에도 활용 가능한 원천 기술”이라고 밝혔다.

이번 연구 결과는 Nature Energy에 3월 25일 게재됐다.