알토 대학(Aalto University), 웁살라 대학(Uppsala University), EPFL(École polytechnique fédérale de Lausanne)의 연구진은 페로브스카이트 태양전지의 문제점을 해결하는데 나노튜브 박막을 사용했다. 이번 연구에서는 백 접점(back contact)로 현재 사용되는 금과 홀 전도체 속의 유기 물질을 대체하는 물질로서 나노튜브 박막을 사용했다.

페로브스카이트 태양전지는 빛을 효율적으로 수집하고 전기를 잘 전도하는 특성을 가지고 있지만, 실리콘 태양전지에 비해서 매우 짧은 수명을 가지고 있다. 이번 연구진은 무작위 네트워크를 가진 나노튜브 박막이 페로브스카이트 태양전지의 장기 안정성을 향상시킨다는 것을 발견했다.

기존의 페로브스카이트 태양전지의 경우에, 홀 전도체 층은 유기 재료로 구성되고, 매우 얇은 금 층을 통해서 전체 태양전지 구조로 확산된다. 이번 연구진은 이런 금과 유기 재료로 만들어진 부분을 탄소 나노튜브로 만든 박막으로 대체했고, 60℃에서 우수한 태양전지 안정성을 얻을 수 있었다.

실리콘으로 만들어진 태양전지는 20-30년의 수명을 가지고 있다. 그러나 모래에서 이산화규소를 환원시키는데 큰 에너지가 소모된다. 그래서 실리콘 태양전지는 이것을 제조하는데 필요한 에너지를 생산하기 위해서 2 ~ 3년이 걸리는데 반해서 페로브스카이트 태양전지는 단지 2 ~ 3 개월이면 가능하다

페로브스카이트 태양전지는 저렴하며 에너지 효율도 높다. 그리고 플렉서블하기 때문에 다양한 분야에 매우 유용하게 적용될 수 있다. 그러나 짧은 수명 때문에 적용이 제한적이었는데, 이번 연구로 인해서 이런 문제가 어느 정도 해소되었기 때문에, 조만간 우리 주변에서 페로브스카이트 태양전지를 많이 볼 수 있을 것이다.

이 연구결과는 저널 Advanced Materials에 “High Temperature-Stable Perovskite Solar Cell Based on Low-Cost Carbon Nanotube Hole Contact” 라는 제목으로 게재되었다(DOI: 10.1002/adma.201606398).