단결정 반도체(예: 실리콘, 게르마늄, 갈륨 비소)는 태양전지 분야에서 다결정 박막에 비해 일반적으로 우수한 광전 변환 효율을 나타냅니다. 그러나 ABX₃ 신형 유기-무기 하이브리드 금속 할라이드 페로브스카이트 소재를 기반으로 한 3세대 태양전지에서는 다결정 박막 기반으로 >26%의 최고 인증 효율이 기록되었습니다. 현재 단결정 페로브스카이트 태양전지의 최고 효율은 약 24%이며, 관련 연구는 적은 편입니다. 다결정 페로브스카이트 박막은 결정립계, 공공 결함, 불순물 결함, 위치 반전 결함 등과 같은 높은 밀도의 고유 구조 결함을 가지고 있어 태양전지 소자의 안정성이 약하고 심각한 히스테리시스 현상 등의 문제를 일으킵니다. 반면 페로브스카이트 단결정은 결정립계가 없고, 낮은 결함 밀도, 긴 캐리어 수명과 확산 거리를 가지는 장점이 있어 고성능 광전자 소자에 이상적인 재료입니다. 본 리뷰는 페로브스카이트 단결정 태양전지의 기본 소자 구조를 간략히 소개하고, 다양한 성분으로 구성된 페로브스카이트 단결정 소재의 장단점을 체계적으로 정리하며, 다양한 단결정 페로브스카이트 소재의 제조/성장 방법을 논의하고, 최신 연구 동향과 핵심 과제를 상세히 분석합니다. 특히 단결정 페로브스카이트 소재 성분, 소자 구조, 성장 공정과 소자 성능 간의 관계를 강조합니다. 본 리뷰가 효율적이고 안정적인 페로브스카이트 단결정 태양전지 개발에 도움이 되길 바랍니다.

페로브스카이트 태양전지; 단결정 페로브스카이트; 결함; 공간 제한 승온법