汉阳大学 高敏宰教授研究团队开发了利用在镍·铜采矿过程中作为副产物产生的硫化钴（CoxSy）的新型空穴传输层，成功确保了钙钛矿太阳能电池的高效率·长期稳定性。

钙钛矿太阳能电池作为跨时代太阳能电池的候选而备受关注，已实现了约27%水平的光电转换效率。然而，现有空穴传输层由于有机材料的低热·湿度稳定性、因掺杂剂迁移导致的界面劣化、无机空穴传输层的非对齐能级等原因，存在难以同时确保高效率与长期可靠性的局限。因此迄今为止，为了实现高效率，无论有机·无机空穴传输层，“掺杂”几乎都是必不可少的。

但掺杂会导致掺杂剂分布不均、纽带结构扭曲、空穴迁移率降低、掺杂剂向钙钛矿层扩散等，从而一直被指出是妨碍长期稳定性的根本原因。

研究团队为了解决这种结构性问题提出了“无需掺杂的无机空穴传输层”的全新策略。通过精密调控钴与硫的比例，选择性合成了CoS、Co4S3、Co9S8单相的CoxSy，并关注到了各相具有不同的能级。由此实现了即使不掺杂也能与钙钛矿吸收层精密调控能级的平台。

实验结果确认了随着价带能级按CoS→Co9S8→Co4S3顺序逐渐接近钙钛矿，输出电压随之增加的明显的相关关系。同时，基于CoxSy的钙钛矿太阳能电池即使不进行封装（Encapsulation）处理，也在高温·高湿条件（65 ℃，相对湿度65%）下超过1,000小时仍保持初始效率的95%以上，展现出卓越的环境稳定性。

高敏宰教授表示：“此次研究的意义在于提出了作为无机空穴传输层却可在无需掺杂的情况下实现高效率的全新范式。不仅限于钙钛矿太阳能电池，还可广泛应用于发光二极管或光探测器等需要能级调控的多种光电子器件。”

此次研究在韩国研究财团的支持下进行，成果于12月3日作为封面论文（Front Cover）发表于纳米技术领域国际知名学术期刊《Small》。此次论文《Stoichiometry-Controlled Cobalt Sulfide-Based Hole Transport Layers for Perovskite Solar Cells》，由토토사이트 포인트사기具本基研究员与金友然研究员作为共同第一作者参与，高敏宰教授作为通讯作者参与。