▲ 김도형 교수 증명사진

충북대학교(총장 고창섭) 신소재공학과 김도형 교수가 교신저자로 참여한 연구팀이 차세대 우주 태양전지 후보로 주목받는 광대역 페로브스카이트 태양전지의 방사선 내구성을 대폭 향상시키는 연구 성과를 발표했다.

이 연구는 “Enhancing radiation resilience of wide-band-gap perovskite solar cells for space applications via A-site cation stabilization with PDAI₂”라는 제목으로 지난 7월 16일(수)자로 세계적 권위지인 Joule(Cell Press) 온라인판에 게재됐다.

이번 논문은 충북대를 비롯해 경상국립대, 한국화학연구원, 옥스퍼드 대학교, UNSW, University of Surrey 등 국내외 유수 연구기관이 참여했으며, PDAI₂(propane-1,3-diammonium iodide) 처리로 광대역 페로브스카이트 태양전지의 방사선 저항성을 획기적으로 강화한 점이 핵심이다.

최신 첨단 분석기법인 fs-LA XPS, ToF-ERDA, tr-KPFM 등을 활용해 방사선 손상 메커니즘을 규명했으며, PDAI₂처리된 샘플이 저궤도 우주 환경의 양성자 조사 후에도 성능 저하가 최소화됨을 입증했다.

이 연구 결과는 향후 위성, 우주 탐사선 등 고효율·저비용 우주 전력 공급원으로 페로브스카이트 태양전지의 실용화 가능성을 크게 높였다는 평가를 받고 있다.

본 연구는 한국연구재단, 영국왕립학회(Royal Society), GLOCAL 대학 30 사업, 영국 EPSRC 등 국내외 주요 연구재단의 지원을 받아 수행됐으며, 국제 공동연구 네트워크를 통해 첨단소재 기반 우주용 전자소자 기술력을 확보하는 데 중요한 역할을 했다.

한편, 김도형 교수 연구팀은 현재 양이온 표면처리 방식 및 조성 변화를 통한 방사선 내구성 확장 가능성에 관한 후속 연구도 활발히 진행 중이다.

곽재근 기자  news@jbfocus.co.kr

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