광대역 갭 페로브스카이트 태양전지는 실내 광전 응용에서 큰 잠재력을 보이나, 성능과 안정성은 여전히 도전 과제에 직면해 있다. 2차원/3차원 하이브리드 페로브스카이트는 광대역 갭 페로브스카이트 장치의 종합 성능을 향상시키는 효과적인 전략 중 하나로 간주된다. 본 연구는 메틸렌 디암모늄 이온(MDA²⁺) 기반의 2차원/3차원 하이브리드 페로브스카이트 구조를 도입하여 실내 광 조건에서 광대역 갭 페로브스카이트의 광전 성능을 개선하고자 한다. 연구 결과 MDA²⁺가 페로브스카이트 전구체 용액 내 납 이온, 요오드 이온, 브롬 이온과 상호작용하여 준 2차원 페로브스카이트 상 형성을 유도함으로써 2차원/3차원 하이브리드 페로브스카이트 시스템을 구축함을 발견했다. 기존 3차원 페로브스카이트와 비교했을 때 이 하이브리드 구조는 페로브스카이트 박막의 결정화 과정을 효과적으로 최적화하고, 전하 운반체 전달을 촉진하며, 비복사 재결합을 현저히 억제한다. 이러한 장점을 바탕으로 MDA²⁺로 수정된 2차원/3차원 하이브리드 페로브스카이트 태양전지는 개방 전압과 필링 팩터가 시너지 효과를 내어 향상되었고, 실내 광전 변환 효율은 43.39%에 달하며, 지속적 최대 전력점 조건에서 뛰어난 작업 안정성을 보였다. 본 연구는 고성능 실내 광전 소자 개발에 새로운 아이디어를 제공할 뿐만 아니라, 2차원/3차원 하이브리드 전략이 페로브스카이트 광전 소자의 실제 응용으로의 발전에 넓은 전망을 제시함을 보여준다.

2차원/3차원 하이브리드 페로브스카이트; 메틸렌 디암모늄 이온(MDA²⁺); 광대역 갭 페로브스카이트; 실내 광전; 안정성