성균관대학교(총장 유지범)는 신소재공학부 김한기 교수 연구팀이 현대자동차그룹, 포항공과대학교(POSTECH), 강원대학교와 공동으로 차세대 태양전지 소재인 페로브스카이트의 진공 스퍼터링 공정 적용 과정에서 발생하는 손상 원인을 세계 최초로 규명했다고 밝혔다.

페로브스카이트 태양전지는 높은 효율로 차세대 태양전지로 주목받고 있지만, 기존 액체 공정은 대면적 생산에 한계가 있었다. 반면 진공 스퍼터링은 반도체·디스플레이 산업에서 널리 활용되는 대량생산 공정이지만, 플라즈마 충격으로 소재가 손상되는 문제가 있었다.

연구팀은 고품질 단결정 기반 타깃을 제작하고 공정 중 소재 변화를 분석한 결과, 플라즈마 충격으로 유기물과 아이오딘 성분이 감소하면서 구조 변화가 발생한다는 사실을 확인했다.

이번 연구는 페로브스카이트 태양전지의 진공 공정 상용화를 위한 핵심 원리를 규명했다는 점에서 의미가 크다. 특히 국내 반도체·디스플레이 산업의 진공 장비 인프라를 활용할 수 있어 산업적 활용 가능성도 높다는 평가다.

연구 결과는 에너지 소재 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 에너지 머터리얼즈(Advanced Energy Materials)’에 게재됐다.