태양전지용 페로브스카이트 재료의 인장 특성

Abstract

최근 에너지 고갈과 환경에 대한 이슈로 인해 무한한 에너지원으로 간주되는 태양전지가 차세대 대체에너지로 각광받고 있다. 다양한 태양전지 중에 페로브스카이트 구조의 유무기 복합재료를 이용한 태양전지가 급속도로 관심을 받고 있는데, 이러한 페로브스카이트 태양전지는 발전단가가 저렴하고, 간단한 기술을 통해 높은효율의 소자를 제작할 수 있다는 장점이 있다. 하지만 대기상태에 노출되면 쉽게 열화되기 때문에 상용화에 대해서는 한계가 존재한다. 상용화를 위해서는 외부의 충격에 대한 내구성에 대한 연구가 중요한데, 페로브스카이트 태양전지의 상용화를 위한 최근 연구동향은 페로브스카이트 소재 자체의 안정성 및 수분/산소에 대한 내구성을 향상시키는 연구가 대부분이고, 기계적 신뢰성에 대한 연구는 거의 진행되고 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 페로브스카이트 태양전지에 기계적 신뢰성을 부여하기 위해서 나노역학적 측정기술을 이용하여 소자의 기계적 물성을 측정하고 그것을 기반으로 유연소자의 가능성을 규명하는 연구를 진행하였다. 페로브스카이트 태양전지에 사용되는 소재를 동일한 공정을 통해 제작하여, 외부의 환경과 차단되는 SEM 내에서 일축인장시험을 실시하였다. 또한 유연성향상을 위해 결정크기 조절, 표면조도 조절 등 소자에 영향을 주지않는 선에서의 조건을 정해 측정하였다. 그 결과를 토대로 페로브스카이트 태양전지의 내구성 및 기계적신뢰성에 대한 고찰을 진행하였다.