건국대학교 이만종 교수 연구팀이 양성자 조사로 인한 페로브스카이트 태양전지의 비가역적 손상 원인을 세계 최초로 규명하고, 차폐막을 통해 손상을 차단할 수 있음을 입증했다.
건국대학교 이만종 교수 연구팀은 페로브스카이트 태양전지의 비가역적 손상 원인을 세계 최초로 규명하고, 이를 통해 양성자 조사를 차단할 수 있는 초경량 패릴린-C 차폐막을 설계했다. 연구 결과는 국제학술지 'Advanced Energy Materials'에 게재되었다.
양성자의 에너지와 누적 조사량에 따라 태양전지 내부에서 손상이 발생하는 위치와 성능 저하 임계점을 분석한 결과, 20 keV 양성자는 표면층에 영향을 미치며, 50 keV는 광흡수층에 원자 변위를 일으키고, 190 keV는 소자 전반에 걸쳐 손상을 유발한다.
연구팀은 X선과 양성자의 차이로 인한 열화 경로의 차이를 분석하고, 패릴린-C 차폐막을 적용해 발전 성능을 보호했다. 1-6μm 두께의 차폐막은 고도 2000km 저궤도에서 약 13.5년간 효과적이다.
이번 연구는 페로브스카이트 태양전지의 장기 우주 임무 적용을 위한 기반을 마련하고, 실제 우주 환경과 연관된 차폐막 설계 기준을 제시했다.
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