KR101543438B1 - Perovskite solar cell and preparing method thereof - Google Patents
Perovskite solar cell and preparing method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- KR101543438B1 KR101543438B1 KR1020150028607A KR20150028607A KR101543438B1 KR 101543438 B1 KR101543438 B1 KR 101543438B1 KR 1020150028607 A KR1020150028607 A KR 1020150028607A KR 20150028607 A KR20150028607 A KR 20150028607A KR 101543438 B1 KR101543438 B1 KR 101543438B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- layer
- carbon nanotubes
- hole transport
- type semiconductor
- solar cell
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 20
- 230000005525 hole transport Effects 0.000 claims abstract description 48
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000002048 multi walled nanotube Substances 0.000 claims description 63
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 51
- XDXWNHPWWKGTKO-UHFFFAOYSA-N 207739-72-8 Chemical compound C1=CC(OC)=CC=C1N(C=1C=C2C3(C4=CC(=CC=C4C2=CC=1)N(C=1C=CC(OC)=CC=1)C=1C=CC(OC)=CC=1)C1=CC(=CC=C1C1=CC=C(C=C13)N(C=1C=CC(OC)=CC=1)C=1C=CC(OC)=CC=1)N(C=1C=CC(OC)=CC=1)C=1C=CC(OC)=CC=1)C1=CC=C(OC)C=C1 XDXWNHPWWKGTKO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 50
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 42
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims description 30
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims description 30
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 16
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 10
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000011135 tin Substances 0.000 claims description 10
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 10
- -1 1-octylnonyl Chemical group 0.000 claims description 9
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 9
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 9
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 claims description 8
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229920000301 poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl) polymer Polymers 0.000 claims description 7
- 229920001167 Poly(triaryl amine) Polymers 0.000 claims description 6
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002109 single walled nanotube Substances 0.000 claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 3
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 claims description 3
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 claims description 3
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 claims description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910005191 Ga 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- NPNMHHNXCILFEF-UHFFFAOYSA-N [F].[Sn]=O Chemical compound [F].[Sn]=O NPNMHHNXCILFEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 claims description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 2
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 2
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims 2
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims 2
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 27
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 description 22
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 20
- 125000003003 spiro group Chemical group 0.000 description 16
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 13
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 230000027756 respiratory electron transport chain Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 6
- 238000004768 lowest unoccupied molecular orbital Methods 0.000 description 6
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 5
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011231 conductive filler Substances 0.000 description 3
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 3
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YSHMQTRICHYLGF-UHFFFAOYSA-N 4-tert-butylpyridine Chemical compound CC(C)(C)C1=CC=NC=C1 YSHMQTRICHYLGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002284 Cellulose triacetate Polymers 0.000 description 2
- BAVYZALUXZFZLV-UHFFFAOYSA-N Methylamine Chemical compound NC BAVYZALUXZFZLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- NNLVGZFZQQXQNW-ADJNRHBOSA-N [(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5-diacetyloxy-3-[(2s,3r,4s,5r,6r)-3,4,5-triacetyloxy-6-(acetyloxymethyl)oxan-2-yl]oxy-6-[(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5,6-triacetyloxy-2-(acetyloxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxan-2-yl]methyl acetate Chemical compound O([C@@H]1O[C@@H]([C@H]([C@H](OC(C)=O)[C@H]1OC(C)=O)O[C@H]1[C@@H]([C@@H](OC(C)=O)[C@H](OC(C)=O)[C@@H](COC(C)=O)O1)OC(C)=O)COC(=O)C)[C@@H]1[C@@H](COC(C)=O)O[C@@H](OC(C)=O)[C@H](OC(C)=O)[C@H]1OC(C)=O NNLVGZFZQQXQNW-ADJNRHBOSA-N 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 2
- MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N chlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1 MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- FZHSXDYFFIMBIB-UHFFFAOYSA-L diiodolead;methanamine Chemical compound NC.I[Pb]I FZHSXDYFFIMBIB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- NIHNNTQXNPWCJQ-UHFFFAOYSA-N fluorene Chemical compound C1=CC=C2CC3=CC=CC=C3C2=C1 NIHNNTQXNPWCJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 2
- JEDHEMYZURJGRQ-UHFFFAOYSA-N 3-hexylthiophene Chemical compound CCCCCCC=1C=CSC=1 JEDHEMYZURJGRQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005749 Copper compound Substances 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000000224 chemical solution deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 150000001880 copper compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000005281 excited state Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical compound I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940071870 hydroiodic acid Drugs 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910003471 inorganic composite material Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 1
- LLWRXQXPJMPHLR-UHFFFAOYSA-N methylazanium;iodide Chemical compound [I-].[NH3+]C LLWRXQXPJMPHLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 238000004776 molecular orbital Methods 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013086 organic photovoltaic Methods 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000003504 photosensitizing agent Substances 0.000 description 1
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000010944 silver (metal) Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrachloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0216—Coatings
- H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
- H01L31/02168—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells the coatings being antireflective or having enhancing optical properties for the solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0224—Electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/0256—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Description
본원은 페로브스카이트 태양전지, 및 상기 페로브스카이트 태양전지의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a perovskite solar cell, and a method of manufacturing the perovskite solar cell.
글로벌 에너지 위기 및 화석 연료의 가능한 고갈은 태양광을 전기로 직접 변환시키는 광전지 디바이스 중에서 활발한 연구 활동을 일으켰다. 그러나, 실리콘-기반 태양전지는 여전히 저비용 화석 연료-기반 전기와 비교하여 와트당 높은 비용이 요구된다. 염료감응형 태양전지가 활발히 연구됨에 따라, 더 낮은 효율에도 불구하고 원료 비용이 감소되었다. 최근, 에너지 전환 효율(power conversion efficiency, PCE)은, 에너지 하베스터(energy harvester)로서 메틸암모늄 납 요오드화물을 사용하는 페로브스카이트 태양전지에 의해 상당히 개선될 수 있었다[J. H. Heo, S. H. Im, J. H. Noh, T. N. Mandi, C. Lim, J. A. Chang, Y. H. Lee, H. Kim, A.Sarkar, M. K. Nazeeruddin, M. Gratzel, S. I. Seok, Nature Photon. 2013, 7, 486-491.; H. Kim, C. Lee, J. Im, K. Lee, T. Moehl, A. Marchioro, S. Moon, R. Humphry-Baker, J.Yum, M. Gratzel, N. Park, Sci Rep. 2012, 2, 591.; J. Im, I. Jang, N. Pellet, M. Gratzel, N. Park, Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 927-932.; J. Burschka, N. Pellet, S. Moon, R. Humphry-Baker, P. Gao, M. K. Nazeeruddin, M.Gratzel, Nature. 2013, 499, 316-320]. 페로브스카이트 태양 전지는 높은 에너지 전환 효율(PCE) 및 와트당 낮은 비용으로 인하여 최근에 상당한 관심을 받았다. 그러나, 스피로(spiro)-OMeTAD 홀 전도층의 낮은 전기 전도도는 PCE의 향상에 방해 요소로서 간주되었다. The global energy crisis and possible depletion of fossil fuels have led to active research in photovoltaic devices that directly convert solar to electricity. However, silicon-based solar cells still require high cost per watt compared to low cost fossil fuel-based electricity. As dye-sensitized solar cells have been actively studied, raw material costs have been reduced despite lower efficiency. Recently, energy conversion efficiency (PCE) has been significantly improved by perovskite solar cells using methylammonium lead iodide as an energy harvester [J. H. Heo, S. H. Im, J. H. Noh, T. N. Mandi, C. Lim, J. A. Chang, Y. H. Lee, H. Kim, A. Sarkar, M. K. Nazeeruddin, M. Gratzel, S. I. Seok, Nature Photon. 2013, 7, 486-491 .; H. Kim, C. Lee, J. Im, K. Lee, T. Moehl, A. Marchioro, S. Moon, R. Humphry-Baker, J. Yum, M. Gratzel, N. Park, Sci. 2012, 2, 591 .; J. Im, I. Jang, N. Pellet, M. Gratzel, N. Park, Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 927-932 .; J. Burschka, N. Pellet, S. Moon, R. Humphry-Baker, P. Gao, M. K. Nazeeruddin, M. Gratzel, Nature. 2013, 499, 316-320]. Perovskite solar cells have recently received considerable attention due to their high energy conversion efficiency (PCE) and low cost per watt. However, the low electrical conductivity of the spiro-OMeTAD hole-conducting layer was regarded as an impediment to the improvement of PCE.
상기 페로브스카이트 태양 전지에서, 반도체 페로브스카이트 층은 선택적인 전자 및 정공 추출층 사이에 게재되어 있다. 무기 TiO2 차단층 (bl-TiO2) 및 유기 고분자 스피로-OMeTAD (2,2′,7,7′-테트라키스(N,N-디-p-메톡시페닐아민)9,9′-스피로비플루오렌) 층은 전형적으로 전자 및 정공 전달층으로서 사용되었다. 그러나, 상기 스피로-OMeTAD의 낮은 전기 전도도는 PCE를 추가 향상시키는 것에 대해 방해 요소로서 간주되었다. 더 높은 전도도를 가지는 정공 전달 물질(hole transport material, HTM)은 페로브스카이트 태양전지의 직렬 저항(Rs)을 감소시키고, PCE를 향상시키는 충전 인자를 증가시켜야만 한다.In the perovskite solar cell, a semiconductor perovskite layer is placed between selective electron and hole extraction layers. The inorganic TiO 2 blocking layer (bl-TiO 2 ) and the organic polymer spiro-OMeTAD (2,2 ', 7,7'-tetrakis (N, N-di-p- methoxyphenylamine) Lt; / RTI > fluorene) layer was typically used as the electron and hole transport layer. However, the low electrical conductivity of the spiro-OMeTAD was regarded as an impediment to further enhancing the PCE. Hole transport material (HTM) with higher conductivity must reduce the series resistance (Rs) of the perovskite solar cell and increase the charge factor to improve the PCE.
이에, 본원은 페로브스카이트 태양전지, 및 상기 페로브스카이트 태양전지의 제조 방법을 제공하고자 한다.Accordingly, the present invention provides a perovskite solar cell and a method of manufacturing the perovskite solar cell.
그러나, 본원이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본원의 제 1 측면은, 전도성 투명 기재를 포함하는 제 1 전극; 상기 제 1 전극 상에 형성된 광흡수층; 상기 광흡수층 상에 형성된 중간층; 상기 중간층 상에 형성된 정공 전달층; 및 상기 정공 전달층 상에 형성된 제 2 전극을 포함하며, 상기 광흡수층은 반도체층 및 하기 화학식 1로서 표시되는 염료를 포함하고, 상기 중간층은 p-형 반도체 물질을 포함하고, 상기 정공 전달층은 p-형 반도체 물질 및 탄소나노튜브를 포함하는 것인, 페로브스카이트 태양전지를 제공한다:According to a first aspect of the present invention, there is provided a display device comprising: a first electrode including a conductive transparent material; A light absorbing layer formed on the first electrode; An intermediate layer formed on the light absorbing layer; A hole transport layer formed on the intermediate layer; And a second electrode formed on the hole transport layer, wherein the light absorption layer includes a semiconductor layer and a dye represented by Formula 1, wherein the intermediate layer includes a p-type semiconductor material, a p-type semiconductor material, and a carbon nanotube, the perovskite solar cell comprising:
[화학식 1][Chemical Formula 1]
CnH2n +1NH3MX3 C n H 2n +1 NH 3 MX 3
상기 화학식 1 중, n은 1 내지 9의 정수이고, M은 Pb, Sn, Ge, Ti, Nb, Zr, Ce, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하고, X는 할로겐임.Wherein n is an integer of 1 to 9 and M is selected from the group consisting of Pb, Sn, Ge, Ti, Nb, Zr, Ce, and combinations thereof, and X is halogen.
본원의 제 2 측면은, 전도성 투명 기재를 포함하는 제 1 전극 상에 광흡수층을 형성하고; 상기 광흡수층 상에 중간층을 형성하고; 상기 중간층 상에 정공 전달층을 형성하고; 및 상기 정공 전달층 상에 제 2 전극을 형성하는 것을 포함하며, 상기 광흡수층은 반도체층 및 하기 화학식 1로서 표시되는 염료를 포함하고, 상기 중간층은 p-형 반도체 물질을 포함하고, 상기 정공 전달층은 p-형 반도체 물질 및 탄소나노튜브를 포함하는 것인, 페로브스카이트 태양전지의 제조 방법을 제공한다:According to a second aspect of the present invention, there is provided a light emitting device comprising: a light absorbing layer formed on a first electrode including a conductive transparent substrate; Forming an intermediate layer on the light absorbing layer; Forming a hole transporting layer on the intermediate layer; And forming a second electrode on the hole transporting layer, wherein the light absorbing layer comprises a semiconductor layer and a dye represented by the following
[화학식 1][Chemical Formula 1]
CnH2n +1NH3MX3 C n H 2n +1 NH 3 MX 3
상기 화학식 1 중, n은 1 내지 9의 정수이고, M은 Pb, Sn, Ge, Ti, Nb, Zr, Ce, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하고, X는 할로겐임.Wherein n is an integer of 1 to 9 and M is selected from the group consisting of Pb, Sn, Ge, Ti, Nb, Zr, Ce, and combinations thereof, and X is halogen.
전술한 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 전도도 필러로서 사용되는 탄소나노튜브는 p-형 반도체 물질, 예를 들어, 스피로-OMeTAD 내에 소량으로 첨가하여 태양전지의 정공 전달층의 전도성을 향상시키고, 캐리어 농도 및 이동도를 향상시킬 수 있다.According to any one of the above-mentioned means for solving the problems, the carbon nanotubes used as the conductive filler are added in a small amount in a p-type semiconductor material, for example, Spiro-OMeTAD to improve the conductivity of the hole transport layer of the solar cell, Carrier concentration and mobility can be improved.
전술한 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, p-형 반도체 물질을 포함하는 중간층, 및 상기 중간층 상에 형성된 탄소나노튜브 및 p-형 반도체 물질을 포함하는 정공 전달층의 계층적 구조는 역-전자 전달을 방지할 수 있다. 상기 정공 전달층에 포함되어 있는 탄소나노튜브는 역-전자 전달을 유발할 수 있기 때문에 탄소나노튜브가 포함되어 있지 않는 p-형 반도체 물질을 중간층으로 활용하는 계층적 구조를 이용하여 역-전자 전달을 방지할 수 있다. According to any one of the above-mentioned means for solving the problems, the hierarchical structure of the intermediate layer including the p-type semiconductor material, and the hole transport layer including the carbon nanotube and the p-type semiconductor material formed on the intermediate layer, Transmission can be prevented. Since the carbon nanotubes contained in the hole transport layer can induce reverse electron transfer, a reverse electron transfer is performed using a hierarchical structure utilizing a p-type semiconductor material not containing carbon nanotubes as an intermediate layer. .
전술한 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 향상된 전도성을 가지는 중간층 및 정공 전달층의 계층적 구조를 이용하여 페로브스카이트 기반 태양전지의 에너지 전환 효율을 향상시킬 수 있다.According to any one of the above-described means for solving the problems, the energy conversion efficiency of the perovskite-based solar cell can be improved by using the hierarchical structure of the intermediate layer and the hole transporting layer having improved conductivity.
도 1은, 본원의 일 구현예에 있어서 페로브스카이트 태양 전지의 개략도이다.
도 2는, 본원의 일 구현예에 있어서 용액법에 의해 제조된 판형 페로브스카이트 태양 전지의 제조 방법을 나타내는 개략도이다.
도 3a 내지 도 3d는, 본원의 일 실시예에 있어서 각각 TiO2 차단층, 페로브스카이트 층, 순수 스피로-OMeTAD 층, 및 스피로-OMeTAD/MWNT(다중벽 탄소나노튜브) 층의 주사 전자 현미경(SEM) 이미지이다.
도 4의 a)는, 본원의 일 실시예에 있어서 페로브스카이트 태양 전지의 광학 이미지이고, 도 4의 b)는, 본원의 일 실시예에 있어서 페로브스카이트 태양 전지의 횡단면 주사 전자 현미경(SEM) 이미지이다.
도 5는, 본원의 일 실시예에 있어서 스피로-OMeTAD/MWNT의 MWNT에 대한 캐리어 농도, 이동도, 및 전기 전도도를 나타내는 그래프이다.
도 6의 a)는, 본원의 일 실시예에 있어서 페로브스카이트 태양 전지의 J-V 특성분석 그래프이고, 도 6의 b) 내지 e)는, 본원의 일 실시예에 있어서 각각 MWNT농도에 대한 직렬 저항, 충전 인자, 단락 전류 밀도, 개방 전류 전압, 및 에너지 전환 효율을 나타내는 그래프이다.
도 7은, 본원의 일 실시예에 있어서 균일한 정공 전달층을 가지는 페로브스카이트 태양 전지의 회피 저항을 나노튜브 농도의 함수로써 나타낸 그래프이다.
도 8은, 본원의 일 실시예에 있어서 균일한 정공 전달층을 가지는 페로브스카이트 태양 전지의 입사 광자 대 전류 효율을 MWNT 농도의 함수로써 특성분석된 그래프이다.
도 9의 a)는, 본원의 일 구현예에 있어서 CH3NH3PbI3 및 균일한 스피로-OMeTAD/MWNT 층 사이의 경계면의 개략도이고, 도 9의 b)는, 본원의 일 구현예에 있어서 CH3NH3PbI3 및 MWNT 사이의 직접적인 전기적 결합의 에너지 밴드 다이어그램이고, 도 9의 c)는, 본원의 일 구현예에 있어서 CH3NH3PbI3 및 계층 정공 전달층(순수 스피로-OMeTAD 및 스피로-OMeTAD/MWNT 이중층) 사이의 경계면의 개략도이고, 도 9의 d)는, 본원의 일 구현예에 있어서 계층 전기적 결합(CH3NH3PbI3:순수 스피로-OMeTAD:MWNT)의 에너지 밴드 다이어그램이다.
도 10의 a)는, 본원의 일 실시예에 있어서 페로브스카이트 태양 전지의 J-V 특성분석 그래프이고, 도 10의 b) 내지 f)는, 본원의 일 실시예에 있어서 각각 직렬 저항, 충전 인자, 단락 전류 밀도, 입사 광자 대 전류 효율, 개방전류 전압, 및 에너지 전환 효율을 나타내는 그래프이다.
도 11은, 본원의 일 실시예에 있어서 계층적 정공 전달층 구조를 가지는 페로브스카이트 태양 전지의 회피 저항을 나노튜브 농도의 함수로서 나타낸 그래프이다.1 is a schematic diagram of a perovskite solar cell in one embodiment of the invention.
2 is a schematic view showing a method of manufacturing a planar perovskite solar cell manufactured by a solution method in one embodiment of the present invention.
3A to 3D are schematic cross-sectional views of a TiO 2 barrier layer, a perovskite layer, a pure spiro-OMeTAD layer, and a spiro-OMeTAD / MWNT (multi-walled carbon nanotube) (SEM) image.
4 (a) is an optical image of a perovskite solar cell in one embodiment of the present invention, and Fig. 4 (b) is a cross-sectional scanning electron microscope (SEM) image of a perovskite solar cell (SEM) image.
Figure 5 is a graph showing carrier concentration, mobility, and electrical conductivity for MWNTs of Spiro-OMeTAD / MWNT in one embodiment of the invention.
6 (a) is a JV characteristic analysis graph of a perovskite solar cell according to one embodiment of the present invention, and FIGS. 6 (b) to 6 (e) Resistance, charge factor, short circuit current density, open current voltage, and energy conversion efficiency.
7 is a graph showing the avoidance resistance of a perovskite solar cell having a uniform hole transporting layer as a function of nanotube concentration in one embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a graph showing characteristics of incident photons versus current efficiency of a perovskite solar cell having a uniform hole transporting layer as a function of MWNT concentration in one embodiment of the present invention.
9 a) is a schematic view of the interface between CH 3 NH 3 PbI 3 and a uniform spiro-OMeTAD / MWNT layer in one embodiment of the present invention, and FIG. 9 b) shows, in one embodiment, CH 3 NH 3 PbI 3 and MWNT, and FIG. 9 c is an energy band diagram of direct electrical coupling between CH 3 NH 3 PbI 3 and a layered hole transport layer (pure spiro-OMeTAD and spiro -OMeTAD / MWNT-layer) and a schematic diagram, d in Fig. 9) of the interface between, the electrical connection layer according to an embodiment of the present application (CH 3 NH 3 PbI 3: the energy band diagram of the MWNT): pure spiro -OMeTAD to be.
10 (a) is a JV characteristic analysis graph of a perovskite solar cell in one embodiment of the present invention, and FIGS. 10 (b) through 10 (f) , Short circuit current density, incident photon to current efficiency, open current voltage, and energy conversion efficiency.
11 is a graph showing the avoidance resistance of a perovskite solar cell having a hierarchical hole transporting layer structure as a function of nanotube concentration in an embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. It should be understood, however, that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In the drawings, the same reference numbers are used throughout the specification to refer to the same or like parts.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. Throughout this specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it is not limited to a case where it is "directly connected" but also includes the case where it is "electrically connected" do.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when a member is "on " another member, it includes not only when the member is in contact with the other member, but also when there is another member between the two members.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout this specification, when an element is referred to as "including " an element, it is understood that the element may include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.
본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. The terms "about "," substantially ", etc. used to the extent that they are used throughout the specification are intended to be taken to mean the approximation of the manufacturing and material tolerances inherent in the stated sense, Accurate or absolute numbers are used to help prevent unauthorized exploitation by unauthorized intruders of the referenced disclosure.
본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~를 위한 단계"를 의미하지 않는다.The word " step (or step) "or" step "used to the extent that it is used throughout the specification does not mean" step for.
본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합(들)"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.Throughout this specification, the term "combination (s) thereof " included in the expression of the machine form means a mixture or combination of one or more elements selected from the group consisting of the constituents described in the expression of the form of a marker, Quot; means at least one selected from the group consisting of the above-mentioned elements.
본원 명세서 전체에서, "A 및/또는 B"의 기재는, "A 또는 B, 또는 A 및 B"를 의미한다.
Throughout this specification, the description of "A and / or B" means "A or B, or A and B".
이하, 본원의 구현예를 상세히 설명하였으나, 본원이 이에 제한되지 않을 수 있다.
Hereinafter, embodiments of the present invention are described in detail, but the present invention is not limited thereto.
본원의 제 1 측면은, 전도성 투명 기재를 포함하는 제 1 전극; 상기 제 1 전극 상에 형성된 광흡수층; 상기 광흡수층 상에 형성된 중간층; 상기 중간층 상에 형성된 정공 전달층; 및 상기 정공 전달층 상에 형성된 제 2 전극을 포함하며, 상기 광흡수층은 반도체층 및 하기 화학식 1로서 표시되는 염료를 포함하고, 상기 중간층은 p-형 반도체 물질을 포함하고, 상기 정공 전달층은 p-형 반도체 물질 및 탄소나노튜브를 포함하는 것인, 페로브스카이트 태양전지를 제공한다:According to a first aspect of the present invention, there is provided a display device comprising: a first electrode including a conductive transparent material; A light absorbing layer formed on the first electrode; An intermediate layer formed on the light absorbing layer; A hole transport layer formed on the intermediate layer; And a second electrode formed on the hole transport layer, wherein the light absorption layer includes a semiconductor layer and a dye represented by Formula 1, wherein the intermediate layer includes a p-type semiconductor material, a p-type semiconductor material, and a carbon nanotube, the perovskite solar cell comprising:
[화학식 1][Chemical Formula 1]
CnH2n +1NH3MX3 ;C n H 2n +1 NH 3 MX 3 ;
상기 화학식 1 중, n은 1 내지 9의 정수이고, M은 Pb, Sn, Ge, Ti, Nb, Zr, Ce, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하고, X는 할로겐임.Wherein n is an integer of 1 to 9 and M is selected from the group consisting of Pb, Sn, Ge, Ti, Nb, Zr, Ce, and combinations thereof, and X is halogen.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 n은 1 내지 9의 정수일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 n은 1 내지 9, 1 내지 6, 1 내지 3, 3 내지 9, 또는 6 내지 9의 정수일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present invention, n may be an integer of 1 to 9, but may not be limited thereto. For example, n may be an integer of 1 to 9, 1 to 6, 1 to 3, 3 to 9, or 6 to 9, but may not be limited thereto.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 할로겐은 F, Br, Cl, 또는 I일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. In one embodiment herein, the halogen may be F, Br, Cl, or I, but is not limited thereto.
태양전지의 작동원리를 예시적으로 간략하게 설명하면, 태양전지 내로 태양광이 입사되면 광양자는 먼저 광흡수층으로 흡수되어 전자를 여기 상태로 전이시키고, 전이된 전자는 반도체 미립자 계면의 전도띠(conduction band)로 주입될 수 있다. 상기 주입된 전자는 계면을 통해 제 1 전극으로 전달되고, 이후 외부 회로를 통해 대향하고 있는 상대 전극인 제 2 전극으로 이동할 수 있다. 한편, 전자 전이 결과로서 산화된 염료는 정공 전달층 내의 산화-환원 커플의 이온에 의해 환원되고, 산화된 상기 이온은 전하중성(charge neutrality)을 이루기 위해 제 2 전극의 계면에 도달한 전자와 환원 반응함으로써 상기 태양전지가 작동할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.When the sunlight enters the solar cell, the photon is first absorbed into the light absorbing layer to transfer the electrons to the excited state, and the transferred electrons are transmitted through the conduction band of the semiconductor fine particle interface band. The injected electrons are transferred to the first electrode through the interface, and then to the second electrode, which is a counter electrode opposed through the external circuit. On the other hand, as a result of the electron transfer, the oxidized dye is reduced by the ions of the oxidation-reduction couple in the hole transporting layer, and the oxidized ions are reduced to electrons reaching the interface of the second electrode to achieve charge neutrality, The solar cell may operate by reacting, but may not be limited thereto.
도 1은, 본원의 페로브스카이트 태양전지(100)의 구조를 나타낸다. 도 1의 두 개의 전극, 즉, 제 1 전극(110)과 제 2 전극(150)이 서로 면 접합된 샌드위치 구조를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 제 1 전극(110)은 작업 전극(working electrode)으로서 표현될 수 있으며, 상기 제 2 전극(150)은 상대 전극(counter electrode)으로서 표현될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 제 1 전극(110) 상에는 광흡수층(120)이 형성되어 있으며, 상기 광흡수층(120)은 반도체층 또는 염료를 포함할 수 있다. 상기 광흡수층(120) 상에는 중간층(130)이 형성되어 있다. 상기 중간층(130)은 광흡수층(120)과 정공 전달층(140)의 사이에 위치하며, 광흡수층(120)으로부터 정공 전달층(140)으로의 전자 전달을 차단한다. 상기 중간층(130) 상에는 정공 전달층(140)이 형성되어 있으며, 상기 정공 전달층(140)은 p-형 반도체 물질 및 탄소나노튜브를 포함할 수 있다. 상기 정공 전달층(140) 상에는 제 2 전극(150)이 형성되어 있을 수 있다.1 shows the structure of the perovskite
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 광흡수층 및 상기 중간층의 p-형 반도체 물질이 서로 접촉하여 형성되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the light absorption layer and the p-type semiconductor material of the intermediate layer may be formed in contact with each other, but the present invention is not limited thereto.
본원의 일 구현예에 따른 페로브스카이트 태양전지는, 광흡수층과 정공 전달층의 직접적인 전기적 접촉을 방지하기 위해 광흡수층 상에 p-형 반도체 물질을 포함하는 중간층을 먼저 형성하고, 상기 형성된 중간층에 p-형 반도체 물질 및 탄소나노튜브를 포함하는 정공 전달층을 직접 접촉시키는 ‘계층적’ 정공 전달층 구조를 가지는 태양전지를 제공한다. 본원의 일 구현예에 따른 페로브스카이트 태양전지는, 전기 전도성이 향상될 뿐만 아니라, 정공의 선택적 이동 특성을 유지할 수 있다.A perovskite solar cell according to an embodiment of the present invention is formed by first forming an intermediate layer including a p-type semiconductor material on a light absorption layer to prevent direct electrical contact between a light absorption layer and a hole transport layer, Type semiconductor material and a hole transporting layer containing carbon nanotubes in direct contact with the hole transporting layer. The perovskite solar cell according to one embodiment of the present invention not only improves the electrical conductivity but also can maintain the selective migration characteristics of holes.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 중간층은 광흡수층으로부터 정공 전달층 사이에서 전자의 전달을 방지하는 역할을 할 수 있다. 또한, 상기 중간층은 페로브스카이트 태양전지의 정공 전달층의 역할을 수행할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the intermediate layer can prevent the transfer of electrons from the light absorption layer to the hole transport layer. In addition, the intermediate layer may serve as a hole transporting layer of a perovskite solar cell, but the present invention is not limited thereto.
상기 p-형 반도체 물질은 근적외선 흡수 염료들이 흡수하지 못하는 가시광선 영역의 빛을 활용할 수 있으며, 태양전지에서 정공 전달층으로 사용될 수 있다. 상기 p-형 반도체 물질은 구리화합물, 단분자 p-형 반도체 물질, 고분자 p-형 반도체 물질 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 p-형 반도체 물질은 스피로-OMeTAD [(2,2′,7,7′-테트라키스(N,N-디-p-메톡시페닐아민)9,9′-스피로비플루오렌)], 폴리(3-헥실티오펜) (P3HT), (폴리[2,1,3-벤조티아디아졸-4,7-디일[4,4-비스(2-에틸헥실-4H-사이클로펜타[2,1-b:3,4-b']디티오펜-2,6-디일]] (PCPDTBT), (폴리[[9-(1-옥틸노닐)-9H-카바졸-2,7-디일] -2,5-티오펜디일-2,1,3-벤조티아디아졸-4,7-디일-2,5-티오펜디일]) (PCDTBT), 또는 폴리(트리아릴아민) (PTAA)을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. The p-type semiconductor material can utilize light in the visible light region that is not absorbed by near infrared absorbing dyes and can be used as a hole transporting layer in a solar cell. The p-type semiconductor material may include, but is not limited to, a copper compound, a monomolecular p-type semiconductor material, a polymer p-type semiconductor material, and the like. For example, the p-type semiconductor material can be spiro-OMeTAD [(2,2 ', 7,7'-tetrakis (N, N-di- p- methoxyphenylamine) (3-hexylthiophene) (P3HT), poly (2,1,3-benzothiadiazole-4,7-diyl [4,4-bis (PCPDTBT), (poly [[9- (1-octylnonyl) -9H-carbazole-2,7-diol -Diiyl] -2,5-thiophendi-2,1,3-benzothiadiazole-4,7-diyl-2,5-thiophendi]) (PCDTBT), or poly (triarylamine) ( PTAA). ≪ / RTI >
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 탄소나노튜브는 단일벽 탄소나노튜브, 또는 다중벽 탄소나노튜브를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the carbon nanotubes may include single wall carbon nanotubes or multi wall carbon nanotubes, but the present invention is not limited thereto.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 탄소나노튜브의 농도는 상기 정공 전달층의 상기 p-형 반도체 물질의 총 중량 대비 약 2 wt% 이하인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 탄소나노튜브의 농도는 상기 정공 전달층의 상기 p-형 반도체 물질의 총 중량 대비 약 2 wt% 이하, 약 1.5 wt% 이하, 약 1.0 wt% 이하, 약 0.5 wt% 이하, 약 0.1 wt% 이하, 또는 약 0.01 wt% 이하일 수 있으나. 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the concentration of the carbon nanotubes may be about 2 wt% or less based on the total weight of the p-type semiconductor material of the hole transport layer, but the present invention is not limited thereto. For example, the concentration of the carbon nanotubes may be less than about 2 wt%, less than about 1.5 wt%, less than about 1.0 wt%, less than about 0.5 wt% About 0.1 wt% or less, or about 0.01 wt% or less. But may not be limited thereto.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 전도성 투명 기재는 인듐 틴 옥사이드 (ITO), 플루오린 틴 옥사이드 (FTO), ZnO-Ga2O3, ZnO-Al2O3, 주석계 산화물, 산화아연, 및 이들의 조합들로 이루어지는 군으로부터 선택되는 물질을 함유하는 유리 기재, 또는 플라스틱 기재를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the conductive transparent substrate comprises at least one of indium tin oxide (ITO), fluorine tin oxide (FTO), ZnO-Ga 2 O 3 , ZnO-Al 2 O 3 , tin oxide, A glass substrate containing a material selected from the group consisting of combinations of these, or a plastic substrate.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 플라스틱 기재는 폴리에틸렌테레프탈레이트[poly(ethylene terephthalate): PET], 폴리에틸렌나프탈레이트[poly (ethylene naphthalate): PEN], 폴리카보네이트(poly Carbonate: PC), 폴리프로필렌(polypropylene: PP), 폴리이미드(polyimide: PI), 트리아세틸셀룰로오스(tri-acetyl cellulose: TAC), 및 이들의 조합들로 이루어지는 군으로부터 선택되는 고분자를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present invention, the plastic substrate is made of a material selected from the group consisting of polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polycarbonate (PC), polypropylene but is not limited to, a polymer selected from the group consisting of polypropylene (PP), polyimide (PI), triacetyl cellulose (TAC), and combinations thereof.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 반도체층은 금속 산화물을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 반도체층은 전이 금속 산화물을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 반도체층은 티탄, 주석, 아연, 텅스텐, 지르코늄, 갈륨, 인듐, 이트륨, 니오브, 탄탈, 바나듐, 및 이들의 조합들로 이루어지는 군으로부터 선택되는 금속의 산화물을 포함하는 것일 수 있으며, TiO2, SnO2, ZnO, WO3, Nb2O5, TiSrO3, 및 이들의 조합들로 이루어지는 군으로부터 선택되는 금속 산화물을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 본원의 일 구현예에 있어서, 상기 반도체층은 전자추출층으로서 사용할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the semiconductor layer may include, but is not limited to, a metal oxide. In one embodiment of the invention, the semiconductor layer may comprise, but is not limited to, a transition metal oxide. For example, the semiconductor layer may comprise an oxide of a metal selected from the group consisting of titanium, tin, zinc, tungsten, zirconium, gallium, indium, yttrium, niobium, tantalum, vanadium, , TiO 2 , SnO 2 , ZnO, WO 3 , Nb 2 O 5 , TiSrO 3 , and combinations thereof, but is not limited thereto. In one embodiment of the invention, the semiconductor layer can be used as an electron extraction layer.
본원의 제 1 측면의 태양전지는 종래의 태양전지와는 달리 루테늄 금속 착체가 아닌 페로브스카이트 구조를 가지는 염료를 감광제로서 사용할 수 있다.Unlike a conventional solar cell, the solar cell of the first aspect of the present invention can use a dye having a perovskite structure as a photosensitizer rather than a ruthenium metal complex.
본원의 제 1 측면의 염료감응 태양전지에 포함되는 염료는 하기 화학식 1로서 표시되는 것일 수 있다:The dye included in the dye-sensitized solar cell of the first aspect of the present invention may be represented by the following formula 1:
[화학식 1][Chemical Formula 1]
CnH2n +1NH3MX3 C n H 2n +1 NH 3 MX 3
상기 화학식 1 중, n은 1 내지 9의 정수이고, M은 Pb, Sn, Ge, Ti, Nb, Zr, Ce, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하고, X는 할로겐임.Wherein n is an integer of 1 to 9 and M is selected from the group consisting of Pb, Sn, Ge, Ti, Nb, Zr, Ce, and combinations thereof, and X is halogen.
상기 화학식 1로서 표시되는 염료는 CnH2n +1NH3MX3 구조의 유무기 복합 물질로서, 상기 n은 1 내지 9의 정수이고, 상기 M에 Pb, Sn, Ge, Ti, Nb, Zr, Ce, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하고, 상기 X에 할로겐을 대입한 것이 상기 화학식 1에 해당한다. 상기 할로겐은 F, Br, Cl, 또는 I일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 화학식 1로서 표시되는 염료는, 예를 들어, CH3NH3PbI3, CH3NH3PbBr3, CH3NH3PbI2Cl, 또는 CH3NH3PbI2Br의 페로브스카이트일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The dye represented by
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 제 2 전극은 Au, Pt, Ni, Cu, Ag, In, Ru, Pd, Rh, Ir, Os, C, 전도성 고분자, 및 이들의 조합들로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 안정성이 높은 금속인 Au를 상기 제 2 전극으로서 이용함으로써, 본원의 페로브스카이트 태양전지의 장기안정성을 향상시킬 수 있다.In one embodiment of the invention, the second electrode is selected from the group consisting of Au, Pt, Ni, Cu, Ag, In, Ru, Pd, Rh, Ir, Os, C, conductive polymers, , But is not limited thereto. For example, by using Au, which is a highly stable metal, as the second electrode, the long-term stability of the perovskite solar cell of the present invention can be improved.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 정공 전달층 및 상기 중간층의 합의 두께는 약 1 nm 내지 약 150 nm의 범위인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 정공 전달층 및 상기 중간층의 합의 두께는 약 1 nm 내지 약 150 nm, 약 5 nm 내지 약 150 nm, 약 10 nm 내지 약 150 nm, 약 30 nm 내지 약 150 nm, 약 50 nm 내지 약 150 nm, 약 70 nm 내지 약 150 nm, 약 90 nm 내지 약 150 nm, 약 110 nm 내지 약 150 nm, 약 130 nm 내지 약 150 nm, 약 1 nm 내지 약 130 nm, 약 1 nm 내지 약 110 nm, 약 1 nm 내지 약 90 nm, 약 1 nm 내지 약 70 nm, 약 1 nm 내지 약 50 nm, 약 1 nm 내지 약 30 nm, 약 1 nm 내지 약 10 nm, 또는 약 1 nm 내지 약 5 nm의 범위인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the thickness of the sum of the hole transport layer and the intermediate layer may be in a range of about 1 nm to about 150 nm, but may not be limited thereto. For example, the thickness of the sum of the hole transport layer and the intermediate layer may be from about 1 nm to about 150 nm, from about 5 nm to about 150 nm, from about 10 nm to about 150 nm, from about 30 nm to about 150 nm, About 150 nm, about 150 nm, about 70 nm to about 150 nm, about 90 nm to about 150 nm, about 110 nm to about 150 nm, about 130 nm to about 150 nm, about 1 nm to about 130 nm, From about 1 nm to about 10 nm, or from about 1 nm to about 5 nm, from about 1 nm to about 10 nm, from about 1 nm to about 90 nm, from about 1 nm to about 70 nm, from about 1 nm to about 50 nm, lt; RTI ID = 0.0 > nm, < / RTI >
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 광흡수층의 염료의 두께는 약 50 nm 내지 약 1 μm 일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 광흡수층의 염료의 두께는 약 50 nm 내지 약 1 μm, 약 50 nm 내지 약 900 nm, 약 50 nm 내지 약 800 nm, 약 50 nm 내지 약 700 nm, 약 50 nm 내지 약 600 nm, 약 50 nm 내지 약 500 nm, 약 50 nm 내지 약 400 nm, 약 50 nm 내지 약 300 nm, 약 50 nm 내지 약 200 nm, 약 50 nm 내지 약 100 nm, 약 100 nm 내지 약 1 μm, 약 200 nm 내지 약 1 μm, 약 300 nm 내지 약 1 μm, 약 400 nm 내지 약 1 μm, 약 500 nm 내지 약 1 μm, 약 600 nm 내지 약 1 μm, 약 700 nm 내지 약 1 μm, 약 800 nm 내지 약 1 μm, 또는 약 900 nm 내지 약 1 μm일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the invention, the thickness of the dye in the light absorbing layer may be from about 50 nm to about 1 μm, but is not limited thereto. For example, the thickness of the dye in the light absorbing layer may range from about 50 nm to about 1 [mu] m, from about 50 nm to about 900 nm, from about 50 nm to about 800 nm, from about 50 nm to about 700 nm, from about 50 nm to about 100 nm, from about 50 nm to about 100 nm, from about 50 nm to about 400 nm, from about 50 nm to about 300 nm, from about 50 nm to about 200 nm, from about 50 nm to about 100 nm, About 500 nm to about 1 μm, about 600 nm to about 1 μm, about 700 nm to about 1 μm, about 800 nm to about 1 μm, about 300 nm to about 1 μm, about 400 nm to about 1 μm, nm to about 1 [mu] m, or about 900 nm to about 1 [mu] m.
본원의 일 구현예에 있어서, 전도성 투명 기재를 제외한 페로브스카이트 태양전지의 두께는 약 500 nm 내지 약 3 μm일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 전도성 투명 기재를 제외한 페로브스카이트 태양전지의 두께는 약 500 nm 내지 약 3 μm, 약 1 μm 내지 약 3 μm, 약 1.5 μm 내지 약 3 μm, 약 2 μm 내지 약 3 μm, 약 2.5 μm 내지 약 3 μm, 약 500 nm 내지 약 2.5 μm, 약 500 nm 내지 약 2 μm, 약 500 nm 내지 약 1.5 μm, 또는 약 500 nm 내지 약 1 μm일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
In one embodiment herein, the thickness of the perovskite solar cell other than the conductive transparent substrate may be about 500 nm to about 3 μm, but may not be limited thereto. For example, the thickness of the perovskite solar cell other than the conductive transparent substrate may be about 500 nm to about 3 μm, about 1 μm to about 3 μm, about 1.5 μm to about 3 μm, about 2 μm to about 3 μm , From about 2.5 탆 to about 3 탆, from about 500 nm to about 2.5 탆, from about 500 nm to about 2 탆, from about 500 nm to about 1.5 탆, or from about 500 nm to about 1 탆, have.
본원의 제 2 측면은, 전도성 투명 기재를 포함하는 제 1 전극 상에 광흡수층을 형성하고; 상기 광흡수층 상에 중간층을 형성하고; 상기 중간층 상에 정공 전달층을 형성하고; 및 상기 정공 전달층 상에 제 2 전극을 형성하는 것을 포함하며, 상기 광흡수층은 반도체층 및 하기 화학식 1로서 표시되는 염료를 포함하고, 상기 중간층은 p-형 반도체 물질을 포함하고, 상기 정공 전달층은 p-형 반도체 물질 및 탄소나노튜브를 포함하는 것인, 페로브스카이트 태양전지의 제조 방법을 제공한다:According to a second aspect of the present invention, there is provided a light emitting device comprising: a light absorbing layer formed on a first electrode including a conductive transparent substrate; Forming an intermediate layer on the light absorbing layer; Forming a hole transporting layer on the intermediate layer; And forming a second electrode on the hole transporting layer, wherein the light absorbing layer comprises a semiconductor layer and a dye represented by the following
[화학식 1][Chemical Formula 1]
CnH2n +1NH3MX3 C n H 2n +1 NH 3 MX 3
상기 화학식 1 중, n은 1 내지 9의 정수이고, M은 Pb, Sn, Ge, Ti, Nb, Zr, Ce, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하고, X는 할로겐임.Wherein n is an integer of 1 to 9 and M is selected from the group consisting of Pb, Sn, Ge, Ti, Nb, Zr, Ce, and combinations thereof, and X is halogen.
본원의 제 2 측면은 본원의 제 1 측면에 따른 페로브스카이트 태양전지를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 본원의 제1 측면과 중복되는 부분들에 대해서는 상세한 설명을 생략하였으나, 본원의 제 1 측면에 대해 설명한 내용은 본원의 제 2 측면에서 그 설명이 생략되었더라도 동일하게 적용될 수 있다. The second aspect of the present invention relates to a method of manufacturing a perovskite solar cell according to the first aspect of the present invention, and a detailed description of parts overlapping with the first aspect of the present invention is omitted, May be applied equally to the second aspect of the present invention even though the description thereof is omitted.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 n은 1 내지 9의 정수일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 n은 1 내지 9, 1 내지 6, 1 내지 3, 3 내지 9, 또는 6 내지 9의 정수일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present invention, n may be an integer of 1 to 9, but may not be limited thereto. For example, n may be an integer of 1 to 9, 1 to 6, 1 to 3, 3 to 9, or 6 to 9, but may not be limited thereto.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 할로겐은 F, Br, Cl, 또는 I일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. In one embodiment herein, the halogen may be F, Br, Cl, or I, but is not limited thereto.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 광흡수층 및 상기 중간층의 p-형 반도체 물질이 서로 접촉하여 형성되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the light absorption layer and the p-type semiconductor material of the intermediate layer may be formed in contact with each other, but the present invention is not limited thereto.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 p-형 반도체 물질은 스피로-OMeTAD, 폴리(3-헥실티오펜) (P3HT), (폴리[2,1,3-벤조티아디아졸-4,7-디일[4,4-비스(2-에틸헥실-4H-사이클로펜타[2,1-b:3,4-b']디티오펜-2,6-디일]] (PCPDTBT), (폴리[[9-(1-옥틸노닐)-9H-카바졸-2,7-디일] -2,5-티오펜디일-2,1,3-벤조티아디아졸-4,7-디일-2,5-티오펜디일]) (PCDTBT), 또는 폴리(트리아릴아민) (PTAA)을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment, the p-type semiconductor material is selected from the group consisting of spiro-OMeTAD, poly (3-hexylthiophene) (P3HT), (poly [2,1,3-benzothiadiazole- (4-bis (2-ethylhexyl-4H-cyclopenta [2,1-b: 3,4-b '] dithiophene-2,6-diyl]] (PCPDTBT) (1-octylnonyl) -9H-carbazole-2,7-diyl] -2,5-thiophendi-2,1,3-benzothiadiazole-4,7-diyl-2,5- (PCDTBT), or poly (triarylamine) (PTAA).
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 탄소나노튜브는 단일벽 탄소나노튜브, 또는 다중벽 탄소나노튜브를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the carbon nanotubes may include single wall carbon nanotubes or multi wall carbon nanotubes, but the present invention is not limited thereto.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 탄소나노튜브의 농도는 상기 정공 전달층의 상기 p-형 반도체 물질의 총 중량 대비 약 2 wt% 이하인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 탄소나노튜브의 농도는 상기 정공 전달층의 상기 p-형 반도체 물질의 총 중량 대비 약 2 wt% 이하, 약 1.5 wt% 이하, 약 1.0 wt% 이하, 약 0.5 wt% 이하, 약 0.1 wt% 이하, 또는 약 0.01 wt% 이하일 수 있으나. 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the concentration of the carbon nanotubes may be about 2 wt% or less based on the total weight of the p-type semiconductor material of the hole transport layer, but the present invention is not limited thereto. For example, the concentration of the carbon nanotubes may be less than about 2 wt%, less than about 1.5 wt%, less than about 1.0 wt%, less than about 0.5 wt% About 0.1 wt% or less, or about 0.01 wt% or less. But may not be limited thereto.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 광흡수층은 스핀 코팅, 또는 기상 증착법에 의해 형성되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 기상 증착법은 화학적 기상 증착법, 물리적 기상 증착법, 및 이들의 조합들로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
In one embodiment of the present invention, the light absorbing layer may be formed by spin coating or vapor deposition, but the present invention is not limited thereto. For example, the vapor deposition may be selected from the group consisting of chemical vapor deposition, physical vapor deposition, and combinations thereof, but the present invention is not limited thereto.
이하, 본원에 대하여 실시예를 이용하여 좀더 구체적으로 설명하지만, 하기 실시예는 본원의 이해를 돕기 위하여 예시하는 것일 뿐, 본원의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, the following Examples are given for the purpose of helping understanding of the present invention, but the present invention is not limited to the following Examples.
[[ 실시예Example ] ]
<물질 제조><Material Manufacture>
모든 화합물은 분석 등급의 것을 구매하여 추가 정제 없이 사용하였다. 0.2 M 티타늄 테트라클로라이드(TiCl4) 수용액은 TiCl4 스톡 수용액(2 M)을 희석시켜 제조하였다. 메틸암모늄 납 요오드화물(CH3NH3PbI3) 용액은 이미 공개된 프로토콜에 따라 제조하였다. 먼저, 메틸 아민(27.8 mL, 메탄올 중의 40%, TCI), 및 요오드화 수소산(30 mL, 물 중의 57 wt%, Aldrich)은 0℃에서 2 시간 동안 둥근바닥 플라스크(250 mL) 내에서 교반하였다. 메틸암모늄 요오드화물 침전물(CH3NH3I)을 1 시간 동안 50℃에서의 증발시켜 회수하였다. 상기 CH3NH3I 파우더는 24 시간 동안 60℃에서 진공 하에 추가 건조한 후, 디에틸 에테르를 이용하여 세척하였다(30 분 교반). 두 번째로, 상기 CH3NH3I 파우더 및 PbI2 (Aldrich)를 12 시간 동안 70℃에서 λ-부티로락톤 및 디메틸 설폭사이드(GBL:DMSO, 7:3 v/v)의 혼합물 중에서 1:1 몰비에 의해 교반하였다. 클로로벤젠(1 mL, Aldrich) 중의 스피로-OMeTAD(72.3 mg, Merck)의 용액을 4-tert-부틸피리딘(28.8 μL, Aldrich), 및 Li-TFSI 용액(1 mL 아세토니트릴 중 520 mg)의 17.5 μL를 이용하여 혼합하여, 순수 스피로-OMeTAD 용액을 제조하였다. MWNT(Nanosolution, 외부 직경: 약 5 nm)를 추가적으로 첨가하였고, 4 시간 동안 교반하였으며, 스피로-OMeTAD/MWNT 용액을 제조하였다.
All compounds were purchased from analytical grade and used without further purification. A 0.2 M aqueous solution of titanium tetrachloride (TiCl 4 ) was prepared by diluting an aqueous TiCl 4 solution (2 M). Methyl ammonium lead iodide (CH 3 NH 3 PbI 3) solution was prepared according to already published protocol. First, methylamine (27.8 mL, 40% in methanol, TCI) and hydroiodic acid (30 mL, 57 wt% in water, Aldrich) were stirred in a round bottom flask (250 mL) at 0 C for 2 hours. Methyl ammonium iodide precipitate (CH 3 NH 3 I) for 1 hour, was collected and evaporated at 50 ℃. The CH 3 NH 3 I powder was further dried under vacuum at 60 ° C for 24 hours, and then washed with diethyl ether (30 minutes stirring). Second, the CH 3 NH 3 I powder and PbI 2 (Aldrich) were stirred for 12 hours at 70 DEG C in a 1: 1 molar ratio in a mixture of l-butyrolactone and dimethyl sulfoxide (GBL: DMSO, 7: 3 v / v). A solution of spiro-OMeTAD (72.3 mg, Merck) in chlorobenzene (1 mL, Aldrich) was added dropwise to a solution of 17.5 (4-tert-butylpyridine) in 4-tert- butylpyridine (28.8 L, Aldrich), and Li- TFSI solution (520 mg in 1 mL acetonitrile) mu L to prepare a pure spiro-OMeTAD solution. MWNT (nanosolution, outer diameter: about 5 nm) was further added and stirred for 4 hours to prepare a spiro-OMeTAD / MWNT solution.
<태양전지 제조>≪ Manufacture of solar cell &
TiO2 층을 오븐(60℃, 1 시간) 중에서 0.2 M TiCl4 수용액을 이용하여 화학적 용액 성장법에 의해 불소-도핑 SnO2(FTO)-코팅 유리 기재(Pilkington, TEC 8) 상에 증착하였다. TiO2/FTO/유리 기재를 탈이온수를 사용하여 세척하였고, 핫 플레이트에서 건조(100℃, 1 시간)시켰다. 상기 페로브스카이트 및 정공 전달층을 질소-충전 글로브 박스에서 증착하였다. 상기 CH3NH3PbI3 층은 2-단계 스핀 코팅을 적용하였다. 상기 CH3NH3PbI3 용액을 먼저 스핀 증착(1,000 rpm, 30 초)한 후, 톨루엔 드롭 캐스팅(5,000 rpm, 20 초)하였다. CH3NH3PbI3/TiO2/FTO/유리 기재를 대기 조건 온도(100℃, 30 분)에서 건조하였다. The TiO 2 layer was deposited on a fluorine-doped SnO 2 (FTO) -coated glass substrate (Pilkington, TEC 8) by chemical solution growth using an aqueous solution of 0.2 M TiCl 4 in an oven (60 ° C., 1 hour). The TiO 2 / FTO / glass substrate was washed with deionized water and dried (100 ° C., 1 hour) on a hot plate. The perovskite and hole transport layers were deposited in a nitrogen-filled glove box. The CH 3 NH 3 PbI 3 layer was applied by a two-step spin coating. The CH 3 NH 3 PbI 3 solution was first spin-deposited (1,000 rpm, 30 seconds) and then toluene drop casted (5,000 rpm, 20 seconds). CH 3 NH 3 PbI 3 / TiO 2 / FTO / glass substrate was dried at atmospheric condition temperature (100 ° C., 30 minutes).
다음 단계에서, 균일한(순수 스피로-OMeTAD) 또는 계층(순수 스피로-OMeTAD 및 스피로-OMeTAD/MWNT) 정공 전달층을 제조하였다. 초기 스피로-OMeTAD 용액은 먼저 스핀 코팅(4,000 rpm, 1 분)하였고, 진공 하에서 건조(상온, 2 시간)시켰다. 다음으로 상기 스피로-OMeTAD/MWNT 용액을 계층적 배열을 위해 스핀-증착(4,000 rpm, 30 초)하였다. 상기 정공 전달층의 동일한 두께(약 150 nm)를 가지기 위해, 순수 스피로-OMeTAD 용액 또한 균일한 정공 전달층을 위해 두 번 스핀-코팅하였다. 마지막으로, 금 전극(약 100 nm)을 열적 증발에 의해 증착하였고, 진공에서 태양 전지를 건조시켰다(12 시간). 태양전지의 조사 면적은 0.15 cm2 내지 0.18 cm2였다.
In the next step, a uniform (pure Spiro-OMeTAD) or layer (pure Spiro-OMeTAD and Spiro-OMeTAD / MWNT) hole transport layer was prepared. The initial Spiro-OMeTAD solution was first spin-coated (4,000 rpm, 1 minute) and dried under vacuum (room temperature, 2 hours). The Spiro-OMeTAD / MWNT solution was then spin-deposited (4,000 rpm, 30 seconds) for hierarchical alignment. To have the same thickness (about 150 nm) of the hole transport layer, a pure Spiro-OMeTAD solution was also spin-coated twice for a uniform hole transport layer. Finally, a gold electrode (about 100 nm) was deposited by thermal evaporation and the solar cell was dried in vacuo (12 hours). The irradiation area of the solar cell was from 0.15 cm 2 to 0.18 cm 2 .
<특성분석><Characteristic Analysis>
상기 스피로-OMeTAD/MWNT 용액을 전기 전달 측정을 위해 SiO2/Si 웨이퍼(1 cm × 1 cm) 상에 드롭-캐스팅하였다. 상기 종(speciment)들의 두께는 용매의 증발 후 약 50 μm였다. 4 개의 금 전극(2 mm × 2 mm × 100 nm)들을 열적 증발에 의해 각 코너 상에 증착하였고, 전기적 전달 특성은 0.556 T 자기장 하에 반 데르 파우-홀(Van der Pauw-Hall) 효과 측정 시스템(ECOPiA, HMS-3500)을 이용하여 특성분석하였다. 표면 모폴로지를 주사 전자 현미경(SEM, JEOL, JEM2100F)에 의해 조사하였다. J-V 특성분석은 AM 1.5 simulated sunlight (Oriel, Sol3ATM) 하에 디지털 소스 미터(digital source meter) (Keithley 2400)를 이용하여 측정하였다. 입사 광자 대 전류 효율 또한 측정하였다(Oriel, IQE 200).
The Spiro-OMeTAD / MWNT solution was drop-cast onto an SiO 2 / Si wafer (1 cm x 1 cm) for electrotransfer measurement. The thickness of the specimens was about 50 μm after evaporation of the solvent. Four gold electrodes (2 mm x 2 mm x 100 nm) were deposited on each corner by thermal evaporation and the electrical transfer characteristics were measured using a Van der Pauw-Hall effect measurement system ECOPiA, HMS-3500). Surface morphology was investigated by scanning electron microscopy (SEM, JEOL, JEM2100F). JV characterization was performed using a digital source meter (Keithley 2400) under AM 1.5 simulated sunlight (Oriel, Sol3ATM). The incident photon-to-current efficiency was also measured (Oriel, IQE 200).
본 실시예에 있어서, 탄소나노튜브는 전도도 필러로서 사용되어, 고분자 복합재료의 전도도를 향상시켰다. 탄소나노튜브는 높은 종횡비를 가지는 1 차원 기하학 구조로 인하여, 저농도에서 여과를 달성하는 것이 바람직하다. 상기 탄소나노튜브는 1 차원 기하학적 구조를 통해 저농도에서도 복합재료의 전도도를 향상시키는 전도도 필러로서 사용되어 왔다. 본 실시예에 있어서, 상기 탄소나노튜브는 정공 전달 물질 (hole transport material, HTM)의 전도도를 향상시키기 위해 사용하였다. In the present embodiment, carbon nanotubes were used as a conductive filler to improve the conductivity of the polymer composite material. Due to the one-dimensional geometry of the carbon nanotubes having a high aspect ratio, it is desirable to achieve filtration at low concentrations. The carbon nanotube has been used as a conductive filler to improve the conductivity of a composite material even at a low concentration through a one-dimensional geometric structure. In this embodiment, the carbon nanotubes are used to improve the conductivity of a hole transport material (HTM).
본 실시예에서는 계층적 정공 전달층 구조를 제조하여, 페로브스카이트 태양전지의 PCE를 향상시켰다. 상기 페로브스카이트 태양전지는 저온 용액 공정(100℃ 이하)에 의해 제조하였다. 상기 페로브스카이트 층(광흡수층)은 톨루엔 드롭-캐스팅 방법에 의해 형성하였고, bl-TiO2는 전자 추출층(반도체층)으로서 사용하였다. 두 개의 상이한 디자인이 정공 전달층을 위해 사용되었다. 스피로-OMeTAD 내의 소량의 다중벽 탄소나노튜브(스피로-OMeTAD/MWNT)의 첨가는 정공 전달층의 캐리어 농도 및 이동도 모두 향상시킬 수 있었다. 그러나, MWNT의 큰 일함수(약 4.6 eV)는 스피로-OMeTAD/MWNT 중의 바람직하지 못한 역-전자 통로를 제공하여, 정공 선택성이 감소되었다. 상기와 같은 현상은 단락 전류 밀도(Jsc) 및 개방 전압(Voc)에 있어 감소를 초래한다. 상기 문제를 해결하기 위해, 본 실시예에서는 페로브스카이트 및 스피로-OMeTAD/MWNT 층 사이에 수 스피로-OMeTAD의 중간층을 도입하였다. 상기 중간층은 CH3NH3PbI3로부터 스피로-OMeTAD/MWNT로의 전자 전달을 차단한다. 계층 정공 전달층을 가지는 상기 페로브스카이트 태양전지는 충전 인자, Jsc, 및 Voc 를 증가시켰다. 결과적으로, 페로브스카이트 태양전지의 PCE는 12%에서 15%로 증가하였다.In this embodiment, a hierarchical hole transport layer structure was fabricated to improve the PCE of a perovskite solar cell. The perovskite solar cell was manufactured by a low-temperature solution process (100 ° C or less). The perovskite layer (light absorption layer) was formed by a toluene drop-casting method, and bl-TiO 2 was used as an electron extraction layer (semiconductor layer). Two different designs were used for the hole transport layer. The addition of small amounts of multi-wall carbon nanotubes (Spiro-OMeTAD / MWNT) in Spiro-OMeTAD could improve both the carrier concentration and the mobility of the hole transport layer. However, the large work function of MWNT (about 4.6 eV) provided an undesirable reverse-electron path in spiro-OMeTAD / MWNT, reducing hole selectivity. Such a phenomenon causes a decrease in the short-circuit current density Jsc and the open-circuit voltage Voc. In order to solve the above problem, in the present embodiment, an intermediate layer of water spiro-OMeTAD was introduced between the perovskite and spiro-OMeTAD / MWNT layers. The intermediate layer is to block the electron transfer to the spiro -OMeTAD / MWNT from CH 3 NH 3 PbI 3. The perovskite solar cell with a layered hole transport layer increased the charge factor, J sc , and V oc . As a result, the PCE of the perovskite solar cell increased from 12% to 15%.
판-구조의 페로브스카이트 태양전지의 개략도는 도 2에 나타내었다. 상기 전지를 저-비용 용액 공정(100℃ 이하)에 의해 제조하였다. 첫째, 상기 bl-TiO2 층은 화학적 용액 성장법(chemical bath deposition)에 의해 불소-도핑된 SnO2 (FTO)-코팅 유리 상에 적용하였다. 상기 FTO/유리는 오븐(60℃, 1 시간) 중에서 0.2 M TiCl4 수용액에 침지되어 TiO2 차단층을 형성한 후, 핫 플레이트에서 건조(100℃, 1 시간)하였다. 도 3a는, bl-TiO2 층의 주사 전자 현미경(SEM) 이미지를 나타낸다. TiO2 나노입자(직경: 5 nm 내지 10 nm)가 상기 FTO 층을 완전히 덮은 것을 확인할 수 있었다. 다음으로 상기 CH3NH3PbI3 용액을 30 초 동안 1,000 rpm에서 bl-TiO2/FTO/유리 상에 스핀-코팅하였다. 상기 속도는 5,000 rpm으로 증가하였고(20 초), 톨루엔을 추가적으로 적용하였다(톨루엔 드롭 캐스팅 방법). 핫 플레이트에서 건조(100℃, 30 분)한 후의 상기 CH3NH3PbI3 층의 SEM 이미지를 도 3b에 나타내었다. 다음 단계에서, 순수 스피로-OMeTAD 용액 또는 MWNT 및 스피로-OMeTAD 용액의 혼합물(스피로-OMeTAD/MWNT)을 정공 전달층으로서 CH3NH3PbI3/bl-TiO2/FTO/유리 상에 스핀-증착하였다(도 3c 및 도 3d). 마지막으로, 제 2 전극을 Au 열적 증발에 의해 형성하였다. 각각의 층 두께를 가지는 태양전지의 광학 및 횡단면 SEM 이미지는 도 4의 a) 및 b)에 제공되었다. 도 4의 a)의 5 개의 금 전극은 마스크로서 폴리이미드 필름을 사용하는 하나의 FTO-코팅된 유리 상에 형성되었음을 나타내었다. 도 4의 b)는, 각 층의 평균 두께를 나타내었다.A schematic diagram of a plate-structured perovskite solar cell is shown in FIG. The cell was prepared by a low-cost solution process (100 ° C or less). First, the bl-TiO 2 layer was applied onto fluorine-doped SnO 2 (FTO) -coated glass by chemical bath deposition. The FTO / glass was immersed in an aqueous solution of 0.2 M TiCl 4 in an oven (60 ° C., 1 hour) to form a TiO 2 barrier layer and then dried (100 ° C., 1 hour) on a hot plate. Figure 3a shows a scanning electron microscope (SEM) image of a bl-TiO 2 layer. TiO 2 nanoparticles (diameter: 5 nm to 10 nm) completely covered the FTO layer. The CH 3 NH 3 PbI 3 solution was then spin-coated on bl-TiO 2 / FTO / glass at 1,000 rpm for 30 seconds. The rate was increased to 5,000 rpm (20 seconds) and toluene was additionally applied (toluene drop casting method). An SEM image of the CH 3 NH 3 PbI 3 layer after drying on a hot plate (100 ° C, 30 min) is shown in FIG. 3b. In the next step, the pure spiro -OMeTAD solution or MWNT and spiro -OMeTAD mixture was added (spiro -OMeTAD / MWNT) of a hole transport layer as CH 3 NH 3 PbI 3 / bl -
도 5에 나타낸 바와 같이, 순수 스피로-OMeTAD 및 스피로-OMeTAD/MWNT을 전기 전달 특성분석을 위해 SiO2/Si 기재 상에 증착하였다. 상기 MWNT 농도가 증가할 때, 캐리어 농도, 이동도, 및 전기 전도도는 증가하였다. 상기와 같은 결과는 순수 스피로-OMeTAD의 캐리어 농도(7.13×1015 cm-3) 및 이동도(7.79×10-1 cm2 V-1 S-1)와 비교하여, MWNT의 더 높은 캐리어 농도(1.94×1019 cm-3) 및 이동도(약 220 cm2 V-1 S-1) 때문이었다. 스피로-OMeTAD 중의 나노튜브는 전기적 전하 전달을 향상시킬 수 있다.5, the pure spiro was deposited -OMeTAD and spiro -OMeTAD / MWNT in the SiO 2 / Si substrate for electrotransport characterization. As the MWNT concentration increased, the carrier concentration, mobility, and electrical conductivity increased. The above results show that the higher carrier concentration (MWNT) of the MWNT compared to the carrier concentration (7.13 × 10 15 cm -3 ) and mobility (7.79 × 10 -1 cm 2 V -1 S -1 ) of the pure spiro- 1.94 × 10 19 cm -3 ) and mobility (about 220 cm 2 V -1 S -1 ). Nanotubes in spiro-OMeTAD can improve electrical charge transfer.
도 6의 a,는 정공 전달층으로서 균일한 스피로-OMeTAD/MWNT 필름을 가지는 페로브스카이트 태양전지의 전류 밀도-전압(J-V) 특성을 나타낸다. 평균 필름 두께는 150 nm였고, 나노튜브 농도는 0 에서 2 wt%로 다양했다. 상기 J-V 특성은 AM 1.5 글로벌 1-태양광 조명 조건 하에서 측정하였다. 도 6의 b에 나타낸 바와 같이, 상기 나노튜브 농도가 0 에서 1 wt%로 증가할 때, Rs가 감소하였고 충전 인자는 증가하였다. 상기와 같은 결과는 정공 전달층의 전도도 증가 때문이다(도 5). 그러나, 스피로-OMeTAD/MWNT의 전도도가 추가 증가하였음에도 불구하고, Rs가 2 wt%에서 증가되었음을 나타냈다. 상기 증가된 Rs는 충전 인자를 감소시켰다. Rs 는 하기 집중(lumped) 등가 회로 모델(식 1)을 이용하여 계산하였다.FIG. 6A shows current density-voltage (JV) characteristics of a perovskite solar cell having a uniform spiro-OMeTAD / MWNT film as a hole transport layer. The average film thickness was 150 nm, and the nanotube concentration varied from 0 to 2 wt%. The JV characteristics were measured under AM 1.5 Global 1-Solar light conditions. As shown in Figure 6 (b), when the nanotube concentration increased from 0 to 1 wt%, R s decreased and the charge factor increased. The above results are due to the increased conductivity of the hole transport layer (FIG. 5). However, it showed that R s increased from 2 wt%, even though the conductivity of spiro-OMeTAD / MWNT was further increased. The increased R s reduced the fill factor. R s is calculated using the following lumped equivalent circuit model (Equation 1).
상기 식 1에서 Iph는 일정한 전류 소스에 의해 전달된 광-발생된 전류이고, I0는 등가 다이오드의 포화 전류이고, q는 기본 전하이고, k는 볼츠만 상수(Boltzmann’s constant)이고, T는 켈빈 전지 온도이고, n은 다이오드 이상 계수이고, I는 측정된 전지 전류이고, V는 측정된 전지 전압이며, 및 Rsh는 회피 저항(shunt resistance)이다. 하기 식 2는 무시할 수 있는 I0, 및 Rs와 비교하여 충분히 더 큰 Rsh를 가정하여 식 1을 미분함으로써 수득할 수 있다. Rs는 n=1, 및 T=300 K로 가정하여 계산하였다. 상기 측정된 Rsh는 또한 도 7에 나타내었다. 도 7은 균일한 정공 전달층을 가지는 페로브스카이트 태양 전지의 회피 저항을 나노튜브 농도의 함수로서 나타내었다.I ph is the light passed by the constant current source in the
스피로-OMeTAD 중에 MWNT(0.5 wt%)의 첨가는 향상된 전기 전도도로 인하여 Jsc를 증가시켰다(도 6의 c). 그러나, 나노튜브의 추가 첨가는 Jsc를 감소시켰다. 입자 광자 대 전류 효율의 최대치는 또한 0.5 wt% 나노튜브 농도에서 수득하였다(도 8). 도 8은, 균일한 정공 전달층을 가지는 페로브스카이트 태양 전지의 입사 광자 대 전류 효율을 MWNT 농도의 함수로써 특성분석하였다. 상기 효율은 0 내지 0.5 wt%까지 증가된 나노튜브의 농도로서 증가시켰다. 나노튜브의 추가 첨가는 상기 효율을 감소시켰다. 정공 전달층 중의 나노튜브의 첨가는 Voc를 단순 감소시켰고(도 6의 d), PCE의 최대치(14%)는 0.5 wt%의 나노튜브 농도에서 수득하였다(도 6의 e).The addition of MWNT (0.5 wt%) in spiro-OMeTAD increased J sc due to improved electrical conductivity (Fig. 6c). However, additional addition of nanotubes reduced J sc . The maximum of the particle photon-to-current efficiency was also obtained at 0.5 wt% nanotube concentration (Figure 8). FIG. 8 shows the characteristics of the incident photon current efficiency of a perovskite solar cell having a uniform hole transporting layer as a function of MWNT concentration. The efficiency was increased as the concentration of nanotubes increased from 0 to 0.5 wt%. Additional addition of nanotubes reduced this efficiency. The addition of nanotubes in the hole transport layer resulted in a simple decrease in V oc (FIG. 6 d) and a maximum of 14% PCE was obtained at a nanotube concentration of 0.5 wt% (FIG. 6 e).
도 9의 a)는, CH3NH3PbI3 및 균일한 스피로-OMeTAD/MWNT 층 사이 경계면의 개략도를 나타낸다. 일부 탄소나노튜브는 CH3NH3PbI3와 직접적인 전기적 접촉을 가능하게 한다. 도 9의 b)는, CH3NH3PbI3 및 MWNT 사이의 직접적인 접합의 에너지 밴드 다이어그램을 나타낸다. MWNT의 일함수(-4.6 eV)가 CH3NH3PbI3의 최대 점유 분자 오비탈(HOMO) 레벨(-5.4 eV)보다 더 높으면, 효율적인 정공 추출 통로를 제공한다. 그러나, MWNT의 일함수가 CH3NH3PbI3의 최저 비점유 분자 오비탈(LUMO) 레벨(-3.9 eV)보다 더 낮으면, 동시에 바람직하지 못한 역-전자 전달 통로를 제공한다. 상기와 같은 현상은 스피로-OMeTAD의 선택적인 정공-회수 함수에 따른 것이다. 나노튜브 농도와 함께 스피로-OMeTAD/MWNT의 이동도 및 전도도가 단순 증가함에도 불구하고(도 5), 이것은 더 높은 나노튜브 농도에서 직렬 저항의 증가, 및 Jsc 및 Voc의 감소 결과의 원인이 될 수 있다(도 6). 스피로-OMeTAD 중에 내포된 CH3NH3PbI3 및 MWNT 사이의 직접적인 전기적 접촉의 형성 가능성은 나노튜브 농도 증가와 함께 증가한다.FIG. 9 a) shows a schematic view of the interface between CH 3 NH 3 PbI 3 and a uniform spiro-OMeTAD / MWNT layer. Some carbon nanotubes enable direct electrical contact with CH 3 NH 3 PbI 3 . B in FIG. 9), CH 3 NH 3 shows the energy band diagram of a direct bond between the 3 and PbI MWNT. If the work function of MWNT (-4.6 eV) is higher than the maximum occupied molecular orbital (HOMO) level (-5.4 eV) of CH 3 NH 3 PbI 3 , it provides an efficient hole extraction passageway. However, if the work function of the MWNT is lower than the CH 3 NH 3 the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) level (-3.9 eV) of PbI 3, at the same time, undesirable reverse-to provide an electron transfer pathway. Such a phenomenon is due to the selective hole-collecting function of Spiro-OMeTAD. Despite the simple increase in mobility and conductivity of spiro-OMeTAD / MWNT with nanotube concentration (Fig. 5), this leads to an increase in series resistance at higher nanotube concentrations and a decrease in J sc and V oc (Fig. 6). The CH 3 NH 3 PbI 3 implies the spiro -OMeTAD And the possibility of forming a direct electrical contact between the MWNTs increases with increasing nanotube concentration.
CH3NH3PbI3 및 MWNT 사이의 직접적인 전기적 접촉을 방지하기 위해, 도 9의 c)에 나타낸 바와 같이, 본원은 계층적 정공 전달층 구조체(순수 스피로-OMeTAD 및 스피로-OMeTAD/MWNT)를 설계했다. 순수 스피로-OMeTAD 층을 CH3NH3PbI3의 상부에 최초 스핀-증착한 후, 스피로-OMeTAD/MWNT을 스핀-코팅하였다. 밴드 다이어그램 [도 9의 d)]에 나타낸 바와 같이, 초기 스피로-OMeTAD의 상기 LUMO 레벨(-2.3 eV)은 CH3NH3PbI3의 LUMO 레벨(-3.9 eV)보다 더 높아 전자 전달을 차단하였다. 초기 스피로-OMeTAD의 상기 HOMO 레벨(-5.2 eV)은 CH3NH3PbI3의 HOMO 레벨(-5.4 eV)보다 더 높아, 선택적으로 정공을 추출하였다. 상기 추출된 정공은 제 2 층(스피로-OMeTAD/MWNT)에 의해 효과적으로 전달될 수 있고, 상기 정공 또한 스피로-OMeTAD 내에 내포된 MWNT와 직접 접촉할 수 있었으며, 이는 MWNT가 -4.6 eV의 일함수, 더 큰 이동도, 및 더 큰 전기 전도도를 보유하기 때문이다.For CH 3 NH 3 PbI 3 and to prevent direct electrical contact between the MWNT, as shown in c of FIG. 9), the present application is designed for a hierarchical structure a hole transport layer (pure spiro -OMeTAD and spiro -OMeTAD / MWNT) did. After deposition, the spiro -OMeTAD / MWNT spin-spin the first pure spiro -OMeTAD layer on top of CH 3 NH 3 PbI 3 was coated. As shown in the band diagram, [in Figure 9 d)], the LUMO level of the initial spiro -OMeTAD (-2.3 eV) is higher than CH 3 NH 3 LUMO level (-3.9 eV) of PbI 3 was to block the electron transfer . The HOMO level of the initial spiro -OMeTAD (-5.2 eV) is higher than the HOMO level (-5.4 eV) of CH 3 NH 3 PbI 3, were selectively extracted to the hole. The extracted holes could be effectively transported by the second layer (spiro-OMeTAD / MWNT) and the holes could also be in direct contact with the MWNTs contained in the spiro-OMeTAD, which resulted in the MWNT having a work function of -4.6 eV, Greater mobility, and greater electrical conductivity.
도 10의 a)는, 계층적 정공 전달층 구조체(순수 스피로-OMeTAD 및 스피로-OMeTAD/MWNT)를 가지는 페로브스카이트 태양전지의 J-V 특성을 나타낸다. 스피로-OMeTAD/MWNT 층 중의 나노튜브 농도가 증가할 때, 상기 식 2에 의해 계산된 Rs는 단순 감소하였다(도 3a). 상기와 같은 결과는 나노튜브의 첨가와 함께 스피로-OMeTAD/MWNT의 전도도의 증가 때문이다(도 5). 또한, 상기 역-전자 전달은 순수 스피로-OMeTAD 중간층에 의해 효과적으로 방지되었다. Rs 보다 훨씬 더 큰 상기 측정된 Rsh는 도 11에 나타냈다. 계층적 정공 전달층 구조를 가지는 페로브스카이트 태양 전지의 회피 저항은 나노튜브 농도의 함수로써 나타내었다. 상기 회피 저항은 집중 등가 회로 모델을 이용하여 계산하였다. 충전 인자 및 Jsc가 나노튜브의 첨가와 함께 단순 증가하여, 2 wt%의 나노튜브 농도에서 0.7 mA/cm2 및 22.1 mA/cm2로 확인하였다[도 10의 c)]. 도 10의 d)는 동일한 나노튜브 농도(2 wt%)에서 균일하고 계층적인 정공 전달층의 입사 광자 대 전류 효율을 비교한다. 상기 계층 구조체에서 수득된 더 큰 효율은 뚜렷하게 나타났다. Voc는 경미한 증가가 있었다. 결과적으로, 상기 나노튜브 농도가 0 에서 2 wt%로 증가할 때, PCE가 12%에서 15%로 증가하였다. HTM으로서 MWNT-함유 P3HT를 포함하는 페로브스카이트 태양전지는 향상된 충전 인자로 인하여 PCE를 4.12%에서 6.45%로 개선하였다. 화학적으로 도핑된 MWNT를 포함하는 P3HT는 향상된 캐리어 이동도로 인하여 유기 광전지의 PCE 또한 3%에서 4.1%로 증가시킬 수 있었다. 상기와 같은 결과는 효과적인 정공 전달층이 증가된 전기 전도도 및 전자-차단 함수를 가지는 계층적 디자인에 의해 제조되었음을 나타낸다. 10 (a) shows JV characteristics of a perovskite solar cell having a hierarchical hole transporting layer structure (pure spiro-OMeTAD and spiro-OMeTAD / MWNT). As the nanotube concentration in the spiro-OMeTAD / MWNT layer increased, the R s calculated by
결론적으로, MWNT는 스피로-OMeTAD/MWNT의 캐리어 농도, 이동도, 및 전기 전도도를 증가시킬 수 있다. 그러나, 스피로-OMeTAD 내에 내포된 페로브스카이트 및 MWNT 사이의 직접적인 전기적 접촉은 바람직하지 못한 역-전자 통로를 만들며, MWNT의 일함수는 CH3NH3PbI3의 LUMO(lowest unoccupied molecular orbital) 레벨보다 더 낮았다. 상기와 같은 현상은 충전 인자, Jsc, 및 PCE의 증가를 제한하였다. 본원은 역-전자 전달을 방지하고, 스피로-OMeTAD/MWNT의 향상된 전달 특성을 완전히 이용하기 위해 순수 스피로-OMeTAD 및 스피로-OMeTAD/MWNT의 계층 구조를 제공한다. 상기 계층 정공 전달층에서 상기 탄소나노튜브 농도가 증가할 때, 충전 인자, Jsc, Voc, 및 PCE는 단순 증가하였다. 상기 탄소나노튜브 농도가 0 에서 2 wt%로 증가함에 따라, PCE는 12%에서 15%로 증가하였다. 상기 페로브스카이트 전지는 저온 용액 공정에 의해 제조되어 와트당 비용이 더욱 절감된다.Consequently, MWNTs can increase the carrier concentration, mobility, and electrical conductivity of spiro-OMeTAD / MWNT. However, the perovskite and a direct electrical contact between the MWNT is undesirable reverse nested within spiro -OMeTAD - creates an e Access, the work function of the MWNT is CH 3 NH 3 PbI 3 of LUMO (lowest unoccupied molecular orbital) level Respectively. Such a phenomenon limited the increase of fill factor, J sc , and PCE. The present application provides a hierarchical structure of pure Spiro-OMeTAD and Spiro-OMeTAD / MWNT to prevent reverse-electron transfer and fully exploit the improved transfer properties of Spiro-OMeTAD / MWNT. When the carbon nanotube concentration in the layer hole transport layer increased, the charge factor, J sc , V oc , and PCE increased simply. As the carbon nanotube concentration increased from 0 to 2 wt%, PCE increased from 12% to 15%. The perovskite cells are produced by a low temperature solution process, further reducing the cost per watt.
본 실시예는 스피로-OMeTAD 내에 다중벽 탄소나노튜브(MWNT)를 내포시켜(스피로-OMeTAD/MWNT), 캐리어 이동도 및 전도도를 향상시켰다. MWNT의 큰 일함수(work function)로 인하여, 페로브스카이트(CH3NH3PbI3) 및 MWNT 사이의 직접적인 전기적 접촉은 바람직하지 못한 역-전자 전달 통로를 만들며, 충전 인자, 단락 전류 밀도, 및 PCE의 향상을 제한한다. 순수 스피로-OMeTAD 및 스피로-OMeTAD/MWNT의 계층적 구조는 역-전자 전달을 막고, 스피로-OMeTAD/MWNT의 향상된 전하 전달을 전면적으로 개발하기 위해 고안하였다. 상기 충전 인자, 단락 전류 밀도, 개방 전압, 및 PCE는 계층적 정공 전달층에 의해 MWNT의 첨가와 함께 증가하였다. 상기 탄소나노튜브 농도가 0에서 2 wt%로 증가함에 따라, 상기 PCE는 12%에서 15%로 증가하였다. 상기 페로브스카이트 태양 전지는 저온 용액 공정에 의해 제조되어, 와트당 비용이 더욱 감소하였다.
This example included multi-walled carbon nanotubes (Spiro-OMeTAD / MWNT) in Spiro-OMeTAD to improve carrier mobility and conductivity. Due to the work function of MWNT (work function), perovskite (CH 3 NH 3 PbI 3) and a direct electrical contact between the MWNT is undesirable back-creates the electron transfer pathway, fill factor, short-circuit current density, And enhancement of PCE. The hierarchical structure of pure Spiro-OMeTAD and Spiro-OMeTAD / MWNT is designed to prevent reverse-electron transfer and to develop the full charge transfer of Spiro-OMeTAD / MWNT. The charge factor, short circuit current density, open voltage, and PCE increased with the addition of MWNT by the layered hole transport layer. As the carbon nanotube concentration increased from 0 to 2 wt%, the PCE increased from 12% to 15%. The perovskite solar cell was fabricated by a low temperature solution process, further reducing the cost per watt.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수도 있다.
It will be understood by those of ordinary skill in the art that the foregoing description of the embodiments is for illustrative purposes and that those skilled in the art can easily modify the invention without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.
100: 페로브스카이트 태양전지
110: 제 1 전극
120: 광흡수층
130: 중간층
140: 정공 전달층
150: 제 2 전극100: Perovskite solar cell
110: first electrode
120: light absorbing layer
130: middle layer
140: hole transport layer
150: second electrode
Claims (16)
상기 제 1 전극 상에 형성된 광흡수층;
상기 광흡수층 상에 형성된 중간층;
상기 중간층 상에 형성된 정공 전달층; 및
상기 정공 전달층 상에 형성된 제 2 전극을 포함하며,
상기 광흡수층은 반도체층 및 하기 화학식 1로서 표시되는 염료를 포함하고,
상기 중간층 및 상기 전공 전달층은 계층적 구조를 형성하는 것으로서,
상기 중간층은 p-형 반도체 물질을 포함하고,
상기 정공 전달층은 p-형 반도체 물질 및 탄소나노튜브를 포함하는 것이며,
상기 탄소나노튜브는 단일벽 탄소나노튜브, 또는 다중벽 탄소나노튜브를 포함하는 것이며,
상기 광흡수층 및 상기 중간층의 p-형 반도체 물질이 서로 접촉하여 형성되는 것인,
페로브스카이트 태양전지:
[화학식 1]
CnH2n+1NH3MX3
상기 화학식 1 중,
n은 1 내지 9의 정수이고,
M은 Pb, Sn, Ge, Ti, Nb, Zr, Ce, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하고,
X는 할로겐임.
A first electrode comprising a conductive transparent material;
A light absorbing layer formed on the first electrode;
An intermediate layer formed on the light absorbing layer;
A hole transport layer formed on the intermediate layer; And
And a second electrode formed on the hole transport layer,
Wherein the light absorbing layer comprises a semiconductor layer and a dye represented by the following Chemical Formula 1,
The intermediate layer and the pore transfer layer form a hierarchical structure,
Said intermediate layer comprising a p-type semiconductor material,
Wherein the hole transport layer comprises a p-type semiconductor material and carbon nanotubes,
The carbon nanotubes include single-walled carbon nanotubes or multi-walled carbon nanotubes,
Wherein the light absorption layer and the p-type semiconductor material of the intermediate layer are formed in contact with each other.
Perovskite solar cells:
[Chemical Formula 1]
C n H 2n + 1 NH 3 MX 3
In Formula 1,
n is an integer of 1 to 9,
M is selected from the group consisting of Pb, Sn, Ge, Ti, Nb, Zr, Ce,
X is a halogen.
상기 p-형 반도체 물질은 스피로-OMeTAD, 폴리(3-헥실티오펜) (P3HT), (폴리[2,1,3-벤조티아디아졸-4,7-디일[4,4-비스(2-에틸헥실-4H-사이클로펜타[2,1-b:3,4-b']디티오펜-2,6-디일]] (PCPDTBT), (폴리[[9-(1-옥틸노닐)-9H-카바졸-2,7-디일] -2,5-티오펜디일-2,1,3-벤조티아디아졸-4,7-디일-2,5-티오펜디일]) (PCDTBT), 또는 폴리(트리아릴아민) (PTAA)을 포함하는 것인, 페로브스카이트 태양전지.
The method according to claim 1,
The p-type semiconductor material may be selected from the group consisting of spiro-OMeTAD, poly (3-hexylthiophene) (P3HT), (poly [2,1,3-benzothiadiazole-4,7- (PCPDTBT), (poly [[9- (1-octylnonyl) -9H-cyclopenta [2,1-b: 3,4-b '] dithiophene-2,6- -Carbazole-2,7-diyl] -2,5-thiophenediyl-2,1,3-benzothiadiazole-4,7-diyl-2,5-thiophendi]) (PCDTBT), or Wherein the perovskite solar cell comprises poly (triarylamine) (PTAA).
상기 탄소나노튜브의 농도는 상기 정공 전달층의 상기 p-형 반도체 물질의 총 중량 대비 2 wt% 이하인 것인, 페로브스카이트 태양전지.
The method according to claim 1,
Wherein the concentration of the carbon nanotubes is 2 wt% or less based on the total weight of the p-type semiconductor material of the hole transport layer.
상기 전도성 투명 기재는 플루오린 틴 옥사이드(FTO), 인듐 틴 옥사이드(ITO), ZnO-Ga2O3, ZnO-Al2O3, 주석계 산화물, 산화아연, 및 이들의 조합들로 이루어지는 군으로부터 선택되는 물질을 함유하는 유리 기재, 또는 플라스틱 기재를 포함하는 것인, 페로브스카이트 태양전지.
The method according to claim 1,
Wherein the conductive transparent substrate is selected from the group consisting of fluorine tin oxide (FTO), indium tin oxide (ITO), ZnO-Ga 2 O 3 , ZnO-Al 2 O 3 , tin oxide, zinc oxide, A glass substrate, or a plastic substrate, containing a material to be selected, or a perovskite solar cell.
상기 반도체층은 금속 산화물을 포함하는 것인, 페로브스카이트 태양전지.
The method according to claim 1,
Wherein the semiconductor layer comprises a metal oxide.
상기 반도체층은 티탄, 주석, 아연, 텅스텐, 지르코늄, 갈륨, 인듐, 이트륨, 니오브, 탄탈, 바나듐, 및 이들의 조합들로 이루어지는 군으로부터 선택되는 금속의 산화물을 포함하는 것인, 페로브스카이트 태양전지.
The method according to claim 1,
Wherein the semiconductor layer comprises an oxide of a metal selected from the group consisting of titanium, tin, zinc, tungsten, zirconium, gallium, indium, yttrium, niobium, tantalum, vanadium, and combinations thereof. Solar cells.
상기 반도체층은 TiO2, SnO2, ZnO, WO3, Nb2O5, TiSrO3, 및 이들의 조합들로 이루어지는 군으로부터 선택되는 금속 산화물을 포함하는 것인, 페로브스카이트 태양전지.
The method according to claim 1,
The semiconductor layer is TiO 2, SnO 2, ZnO, WO 3, Nb 2 O 5, TiSrO 3, and which comprises a metal oxide selected from the group consisting of the combinations thereof, perovskite solar cells.
상기 제 2 전극은 Au, Pt, Ni, Cu, Ag, In, Ru, Pd, Rh, Ir, Os, C, 전도성 고분자, 및 이들의 조합들로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것인, 페로브스카이트 태양전지.
The method according to claim 1,
Wherein the second electrode comprises a material selected from the group consisting of Au, Pt, Ni, Cu, Ag, In, Ru, Pd, Rh, Ir, Os, C, a conductive polymer, Lobsky solar cells.
상기 정공 전달층 및 상기 중간층의 합의 두께는 1 nm 내지 150 nm의 범위인 것인, 페로브스카이트 태양전지.
The method according to claim 1,
Wherein the sum of the hole transporting layer and the intermediate layer is in the range of 1 nm to 150 nm.
상기 광흡수층 상에 중간층을 형성하고;
상기 중간층 상에 정공 전달층을 형성하고; 및
상기 정공 전달층 상에 제 2 전극을 형성하는 것
을 포함하며,
상기 광흡수층은 반도체층 및 하기 화학식 1로서 표시되는 염료를 포함하고,
상기 중간층 및 상기 전공 전달층은 계층적 구조를 형성하는 것으로서,
상기 중간층은 p-형 반도체 물질을 포함하고,
상기 정공 전달층은 p-형 반도체 물질 및 탄소나노튜브를 포함하는 것이며,
상기 탄소나노튜브는 단일벽 탄소나노튜브, 또는 다중벽 탄소나노튜브를 포함하는 것이며,
상기 광흡수층 및 상기 중간층의 p-형 반도체 물질이 서로 접촉하여 형성되는 것인,
페로브스카이트 태양전지의 제조 방법:
[화학식 1]
CnH2n+1NH3MX3
상기 화학식 1 중,
n은 1 내지 9의 정수이고,
M은 Pb, Sn, Ge, Ti, Nb, Zr, Ce, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하고,
X는 할로겐임.
Forming a light absorbing layer on the first electrode including the conductive transparent substrate;
Forming an intermediate layer on the light absorbing layer;
Forming a hole transporting layer on the intermediate layer; And
Forming a second electrode on the hole transport layer
/ RTI >
Wherein the light absorbing layer comprises a semiconductor layer and a dye represented by the following Chemical Formula 1,
The intermediate layer and the pore transfer layer form a hierarchical structure,
Said intermediate layer comprising a p-type semiconductor material,
Wherein the hole transport layer comprises a p-type semiconductor material and carbon nanotubes,
The carbon nanotubes include single-walled carbon nanotubes or multi-walled carbon nanotubes,
Wherein the light absorption layer and the p-type semiconductor material of the intermediate layer are formed in contact with each other.
Manufacturing method of perovskite solar cell:
[Chemical Formula 1]
C n H 2n + 1 NH 3 MX 3
In Formula 1,
n is an integer of 1 to 9,
M is selected from the group consisting of Pb, Sn, Ge, Ti, Nb, Zr, Ce,
X is a halogen.
상기 탄소나노튜브의 농도는 상기 정공 전달층의 상기 p-형 반도체 물질의 총 중량 대비 2 wt% 이하인 것인, 페로브스카이트 태양전지의 제조 방법.
13. The method of claim 12,
Wherein the concentration of the carbon nanotubes is 2 wt% or less based on the total weight of the p-type semiconductor material of the hole transport layer.
상기 광흡수층은 스핀 코팅, 또는 기상 증착법에 의해 형성되는 것인, 페로브스카이트 태양전지의 제조 방법.13. The method of claim 12,
Wherein the light absorbing layer is formed by a spin coating method or a vapor deposition method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150028607A KR101543438B1 (en) | 2015-02-27 | 2015-02-27 | Perovskite solar cell and preparing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150028607A KR101543438B1 (en) | 2015-02-27 | 2015-02-27 | Perovskite solar cell and preparing method thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101543438B1 true KR101543438B1 (en) | 2015-08-11 |
Family
ID=54060760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020150028607A KR101543438B1 (en) | 2015-02-27 | 2015-02-27 | Perovskite solar cell and preparing method thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101543438B1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017078239A1 (en) * | 2015-11-02 | 2017-05-11 | 재단법인 멀티스케일 에너지시스템 연구단 | Electron collection layer for perovskite solar cell manufactured by electrostatic spray deposition, and manufacturing method therefor |
| KR101783223B1 (en) | 2015-10-05 | 2017-10-10 | 한국에너지기술연구원 | Manufacturing high performance of organic-inorganic photovoltaic cell comprising the high purity and uniform thin film of photoactive layer |
| WO2018080050A1 (en) * | 2016-10-28 | 2018-05-03 | 광주과학기술원 | Large-area perovskite solar cell |
| WO2018186542A1 (en) * | 2017-04-06 | 2018-10-11 | 대주전자재료 주식회사 | Hole transport material and photoelectric element comprising same |
| KR20190079136A (en) | 2017-12-27 | 2019-07-05 | 현대자동차주식회사 | A perovskite solar cell with improved safety |
| KR20200139090A (en) | 2019-06-03 | 2020-12-11 | 주식회사 메카로에너지 | Fabrication method of perovskite solar cell absorbing layer by chemical vapor deposition |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101172374B1 (en) * | 2011-02-14 | 2012-08-08 | 성균관대학교산학협력단 | Dye-sensitized solar cell based on perovskite sensitizer and manufacturing method thereof |
| WO2013171517A1 (en) * | 2012-05-18 | 2013-11-21 | Isis Innovation Limited | Optoelectronic devices with organometal perovskites with mixed anions |
-
2015
- 2015-02-27 KR KR1020150028607A patent/KR101543438B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101172374B1 (en) * | 2011-02-14 | 2012-08-08 | 성균관대학교산학협력단 | Dye-sensitized solar cell based on perovskite sensitizer and manufacturing method thereof |
| WO2013171517A1 (en) * | 2012-05-18 | 2013-11-21 | Isis Innovation Limited | Optoelectronic devices with organometal perovskites with mixed anions |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101783223B1 (en) | 2015-10-05 | 2017-10-10 | 한국에너지기술연구원 | Manufacturing high performance of organic-inorganic photovoltaic cell comprising the high purity and uniform thin film of photoactive layer |
| WO2017078239A1 (en) * | 2015-11-02 | 2017-05-11 | 재단법인 멀티스케일 에너지시스템 연구단 | Electron collection layer for perovskite solar cell manufactured by electrostatic spray deposition, and manufacturing method therefor |
| WO2018080050A1 (en) * | 2016-10-28 | 2018-05-03 | 광주과학기술원 | Large-area perovskite solar cell |
| WO2018186542A1 (en) * | 2017-04-06 | 2018-10-11 | 대주전자재료 주식회사 | Hole transport material and photoelectric element comprising same |
| KR20190079136A (en) | 2017-12-27 | 2019-07-05 | 현대자동차주식회사 | A perovskite solar cell with improved safety |
| KR20200139090A (en) | 2019-06-03 | 2020-12-11 | 주식회사 메카로에너지 | Fabrication method of perovskite solar cell absorbing layer by chemical vapor deposition |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Li et al. | Core–shell ZnO@ SnO2 nanoparticles for efficient inorganic perovskite solar cells | |
| CN106233482B (en) | Organic-inorganic hybrid solar cell | |
| US9059418B2 (en) | Method for manufacturing a nanostructured inorganic/organic heterojunction solar cell | |
| US20190228917A1 (en) | Inorganic-organic hybrid solar cell having durability and high performance | |
| Bai et al. | High-performance planar heterojunction perovskite solar cells: Preserving long charge carrier diffusion lengths and interfacial engineering | |
| Li et al. | Graphene oxide modified hole transport layer for CH3NH3PbI3 planar heterojunction solar cells | |
| KR101543438B1 (en) | Perovskite solar cell and preparing method thereof | |
| US20120312375A1 (en) | All-Solid-State Heterojunction Solar Cell | |
| KR101653547B1 (en) | Mixed Metal Halide Perovskite Compound and the Semiconductor Device having Thereof | |
| KR20140035284A (en) | Solar cell with structured light harvester | |
| KR101082910B1 (en) | Organic Solar Cells with Fused Ring Compounds | |
| WO2013138132A1 (en) | Metal oxide charge transport material doped with organic molecules | |
| KR20140007416A (en) | Photovoltaic element | |
| KR20140037764A (en) | Fabrication method of inorganic-organic hybrid solar cells having morphology and porosity-controlled upper light harvester | |
| KR20140035285A (en) | Fabrication method of solar cell with structured light harvester | |
| WO2017135705A1 (en) | Organic-inorganic hybrid perovskite solar cell | |
| Alkarsifi et al. | Hole transport layers in organic solar cells: A review | |
| KR102108139B1 (en) | Perovskite solar cells containing N-type semiconductors modified with nitrile compound, and fabricating method therof | |
| KR101701670B1 (en) | Perovskite solar cells containing N-type semiconductors modified with oxygen and halogen atoms, and fabricating method thereof | |
| KR101098792B1 (en) | Organic Solar Cells with biphenyl compounds | |
| US20140319404A1 (en) | Two-component electron-selective buffer layer and photovoltaic cells using the same | |
| KR102167415B1 (en) | Fabrication method of solar cells with metal chalcogenide-modified N-type semiconductors and solar cells prepared therefrom | |
| EP2538452A2 (en) | All-solid-state heterojunction solar cell | |
| KR102182902B1 (en) | Transparent Electrodes for Solar Cells and Solar Cells Utilizing the Same Approach | |
| McLeskey Jr et al. | Nanostructured organic solar cells |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180820 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190903 Year of fee payment: 5 |