이번 연구결과는 화학공학/고분자공학부의 김정규 교수팀에서 작년 11월 ‘Small’에 게재된 연구결과 (논문제목: Ultrafast Flame Annealing of TiO2 Paste for Fabricating Dye-Sensitized and Perovskite Solar Cells with Enhanced Efficiency)를 통해 개발된 기술을 한층 더 발전시킨 것으로, 코발트 전해질로 코팅된 이산화 티타늄 박막을 불꽃에 넣었다가 빼내어 코발트-산소 공백 쌍을 형성시킴으로써 이산화 티타늄의 에너지 준위를 제어하고 전기적 특성을 크게 개선 시켰으며, 특히 산소 결함에 기인하는 전하 갇힘 현상을 억제하였다. 특히 대기 중에서 1분 이내로 빠르게 도핑이 가능하기 때문에 다양한 소자로의 응용이 매우 용이하다는 장점이 있다. 본 연구에서는 개발된 이산화 티타늄 박막을 페로브스카이트 태양전지의 전하수송층으로 사용하여 소자의 성능을 크게 향상시키고 히스테리시스 문제를 해결하였으며, 소자의 수명도 개선시켰다. 이번 연구를 통해 개발된 기술은 태양전지와 같은 에너지 변환 소재뿐 아니라 정보전자소자, 메모리, 디스플레이 등 금속산화물을 사용하는 전 분야 응용될 수 있는 넓은 범용성을 가진다.

이번 연구결과는 세계적 권위의 학술지 ‘Advanced Energy Materials’에 2018년 10월 15일에 게재되었다.

*논문제목: Resolving Hysteresis in Perovskite Solar Cells with Rapid Flame-Processed Cobalt-Doped TiO2
*참여연구진: 김정규 (1저자, 성균관대 조교수)