KR102242136B1 - Corrosion resistance and high light absorption / Perovskite solar cell - Google Patents
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Abstract
본 발명은
① 기판 ② 그래핀·CNT 제1 투명 전극층 ③ MoS2 전자 전달층 ④ 은나노(와이어)산란층 ⑤ 페로브 스카이트 광흡수층 ⑥ MoS2 부식 방지층 ⑦ WS2 정공 전달층 ⑧ 제2 금속 전극층으로 구성하여 - 페로브 스카이트 태양 전지를 보다 태양 빛을 증가시켜서 보다 많은 태양 빛을 흡수하여 생성된 전하를 에너지 없이 정공과 전자로 분리시켜 전류를 많이 생산하도록 하면서 보다 내식성, 전기 전도성, 방열성, 내열성, 내화학성, 내마모성, 강도성 등이 우수하고 전자파 차폐 기능이 우수하며 보다 안정하게 정공을 이동시킬수 있는 보다 효능적인 페로브 스카이트 태양 전지인 내식 및 고광흡수성 / 페로브 스카이트 태양 전지를 구성한것이다.The present invention
① Substrate ② Graphene·CNT first transparent electrode layer ③ MoS 2 electron transport layer ④ Silver nano (wire) scattering layer ⑤ Perovskite light absorption layer ⑥ MoS 2 corrosion protection layer ⑦ WS 2 hole transport layer ⑧ Second metal electrode layer -Perovskite solar cells increase solar light, absorb more solar light, separate the generated electric charge into holes and electrons without energy to produce a lot of current, while making it more corrosion resistance, electrical conductivity, heat dissipation, heat resistance, and resistance. It is composed of corrosion resistance and high light absorption / perovskite solar cell, which is a more efficient perovskite solar cell that has excellent chemical resistance, abrasion resistance, strength, etc., has excellent electromagnetic wave shielding function, and can move holes more stably.
Description
본 발명은 내식성 및 광흡수성 등이 우수한 보다 효능적인 페로브 스카이트 태양 전지를 구성하고자The present invention is to construct a more efficient perovskite solar cell excellent in corrosion resistance and light absorption.
① 기판 ② 그래핀·CNT 제1 투명 전극층 ③ MoS2 전자 전달층 ④ 은나노(와이어)산란층 ⑤ 페로브 스카이트 광흡수층 ⑥ MoS2 부식 방지층 ⑦ WS2 정공 전달층 ⑧ 제2 금속 전극층으로 구성하여 - 페로브 스카이트 태양 전지를 보다 태양 빛을 증가시켜서 보다 많은 태양 빛을 흡수하여 생성된 전하를 에너지 없이 정공과 전자로 분리시켜 전류를 생산하도록 하면서 또한 내식성이 우수하게 구성하여 보다 내구성이 우수하도록 하고 보다 전기 전도성, 방열성, 내열성, 내화학성, 강도성, 내마모성 등이 우수하며 전자파 차폐 기능이 우수하고 보다 안정하게 정공을 이동시킬수 있게 구성하여 보다 효능적인 페로브 스카이트 태양 전지인 내식 및 고광흡수성 / 페로브 스카이트 태양 전지를 구성하고자 하는것이다.① Substrate ② Graphene·CNT first transparent electrode layer ③ MoS 2 electron transport layer ④ Silver nano (wire) scattering layer ⑤ Perovskite light absorption layer ⑥ MoS 2 corrosion protection layer ⑦ WS 2 hole transport layer ⑧ Second metal electrode layer -Perovskite solar cell increases solar light, absorbs more sunlight, separates the generated charge into holes and electrons without energy to produce current, and has excellent corrosion resistance to provide more durability. It has excellent electrical conductivity, heat dissipation, heat resistance, chemical resistance, strength, abrasion resistance, etc., and has excellent electromagnetic wave shielding function and is configured to move holes more stably, which is a more efficient perovskite solar cell, corrosion resistance and high light absorption. / To construct a perovskite solar cell.
기존의 페로브 스카이트 태양 전지에 있어 페로브 스카이트는 광흡수성이 우수하나 수분에 취약하여 부식이 되어 내구성이 약하고 전기 전도성이 낮으면서 방열성이 낮고 정공 이동성이 불안정한 문제점이 있는바,In the conventional perovskite solar cell, perovskite has excellent light absorption, but it is vulnerable to moisture and is corroded, resulting in weak durability, low electrical conductivity, low heat dissipation, and unstable hole mobility.
본 발명은 위에서 서술한 기존의 페로브 스카이트 태양 전지의 문제점을 해결할 수 있도록,The present invention is to solve the problem of the conventional perovskite solar cell described above,
페로브 스카이트 태양 전지를 보다 태양 빛을 증가시켜서 보다 많은 태양 빛을 흡수하여 생성된 전하를 에너지 없이 정공과 전자로 분리시켜 전류를 생산하도록 하면서 내식성이 우수하게 구성하여 보다 내구성이 우수하도록 하고 보다 전기 전도성, 방열성, 내열성 내화학성, 강도성, 내마모성 등이 우수하며 전자파 차폐 기능이 우수하고 보다 안정하게 정공을 이동시킬수 있는 보다 효능적인 페로브 스카이트 태양 전지인 내식 및 고광흡수성 / 페로브 스카이트 태양 전지를 구성하는 것이 목적으로Perovskite solar cells increase solar light, absorb more sunlight, separate the generated charge into holes and electrons without energy to produce current, and have excellent corrosion resistance to make it more durable and more durable. Excellent electrical conductivity, heat dissipation, heat resistance, chemical resistance, strength, and abrasion resistance, excellent electromagnetic shielding function, and more efficient perovskite solar cell that can move holes more stably, corrosion resistance and high light absorption / perovskite The purpose of constructing a solar cell
본 발명인 내식 및 고광흡수성 / 페로브 스카이트 태양 전지를 구성하는데 있어In constructing the present inventors corrosion resistance and high light absorption / perovskite solar cell
1) 기판: 유리나 PET 필름, PEN 필름, PI 필름, PP 필름, TAC 필름, PES 필름, 중에서 1가지를 선택하여 구성.1) Substrate: Configured by selecting one of glass or PET film, PEN film, PI film, PP film, TAC film, and PES film.
2) 그래핀과 CNT를 혼합시켜 구성한 그래핀·CNT 제1 투명 전극층의 특성: 전기 전도성, 강도성, 열 전도성, 방열성이 우수하고 전자파 차폐 기능이 우수하다.2) The properties of the graphene·CNT first transparent electrode layer composed of a mixture of graphene and CNT: excellent electrical conductivity, strength, thermal conductivity, heat dissipation, and electromagnetic wave shielding function.
3) 나노 시트나 나노 분말로 구성된 MoS2(이황화 몰리브덴)의 특성: 광촉매이며 반도체로써 내식성, 항균성, 전기 전도성, 광흡수성, 방열성, 광방출성, 내열성, 내화학성, 내마모성, 내구성, 점착성이 우수하고 전자 이동성이 우수하다 3) Characteristics of MoS 2 (molybdenum disulfide) composed of nano sheet or nano powder: As a photocatalyst, it is a semiconductor with excellent corrosion resistance, antibacterial properties, electrical conductivity, light absorption, heat dissipation, light emission, heat resistance, chemical resistance, abrasion resistance, durability, and adhesion. And electron mobility is excellent
4) 은나노나 은나노 와이어 중에서 1가지 이상을 선택하여 구성한 은나노(와이어)의 특성: 빛을 산란시키면서 전기 전도성을 증가시킨다4) Characteristics of silver nano (wire) composed by selecting one or more of silver nano or silver nano wire: increases electrical conductivity while scattering light
5) 페로브 스카이트의 특성: 투과된 태양 빛을 흡수하여 생성된 전하를 에너지 없이 정공과 전자로 분리시켜서 전류를 만들어내는 광전 변환 기능이 우수하나 페로브 스카이트는 수분에 취약하여 부식이 되어 내구성이 약하고 방열성이 낮은 문제점이 있다.5) Characteristics of perovskite: It has excellent photoelectric conversion function that generates electric current by separating electric charges generated by absorbing transmitted sunlight into holes and electrons without energy, but perovskite is vulnerable to moisture and is therefore durable due to corrosion. There is a problem with this weak and low heat dissipation.
6) 나노 시트나 나노 분말로 구성된 WS2(이황화 텅스텐)의 특성: 광촉매이며 반도체로써 내식성, 항균성, 전기 전도성, 방열성, 내산화성, 내화학성, 내마모성, 강도성, 내열성 등이 우수하고 안정하게 정공을 이동시킨다. 6) Characteristics of WS 2 (tungsten disulfide) composed of nano sheet or nano powder: As a photocatalyst, it is a semiconductor with excellent corrosion resistance, antibacterial properties, electrical conductivity, heat dissipation, oxidation resistance, chemical resistance, abrasion resistance, strength, heat resistance, etc. Move.
7) 제 2 금속 전극층: Ag, Pd, Au, Cu, Cr, Co, Ti, Al, Pt, Fe, Cd, In, Mg 중에서 1가지 이상의 금속을 선택하여 구성.7) Second metal electrode layer: composed of one or more metals selected from Ag, Pd, Au, Cu, Cr, Co, Ti, Al, Pt, Fe, Cd, In, and Mg.
본 발명은 위에서 서술한 특성을 페로브 스카이트 태양 전지에 나타나도록 구성하고자The present invention is to configure the characteristics described above to appear in a perovskite solar cell.
① 기판 ② 그래핀·CNT 제1 투명 전극층 ③ MoS2 전자 전달층 ④ 은나노(와이어)산란층 ⑤ 페로브 스카이트 광흡수층 ⑥ MoS2 부식 방지층 ⑦ WS2 정공 전달층 ⑧ 제2 금속 전극층으로 구성하여 - 기존의 페로브 스카이트 태양 전지 보다 태양 빛을 증가시켜서 보다 많은 태양 빛을 흡수하게 하여 생성된 전하를 에너지 없이 정공과 전자로 분리시켜서 기존 페로브 스카이트 태양 전지 보다 많은 전류를 생산하도록 하면서 보다 내식성이 우수하도록 구성하여 보다 내구성이 우수하도록 하고 보다 전기 전도성, 방열성, 내열성, 강도성, 내화학성, 내마모성 등이 우수하며 전자파 차폐 기능이 우수하고 보다 안정하게 정공을 이동시킬 수 있도록 구성하여 기존 페로브 스카이트 태양 전지의 문제점을 해결하여 보다 효능적인 페로브 스카이트 태양 전지인 내식 및 고광흡수성 / 페로브 스카이트 태양 전지를 구성하고자 하는것이다① Substrate ② Graphene·CNT first transparent electrode layer ③ MoS 2 electron transport layer ④ Silver nano (wire) scattering layer ⑤ Perovskite light absorption layer ⑥ MoS 2 corrosion protection layer ⑦ WS 2 hole transport layer ⑧ Second metal electrode layer -By increasing the solar light than conventional perovskite solar cells, it absorbs more sunlight, separating the generated charge into holes and electrons without energy to produce more current than conventional perovskite solar cells. It is configured to have excellent corrosion resistance so that it is more durable, has excellent electrical conductivity, heat dissipation, heat resistance, strength, chemical resistance, abrasion resistance, etc., and has excellent electromagnetic wave shielding function and is configured to move holes more stably. It is to solve the problem of lobe skyt solar cell and construct more efficient perovskite solar cell, corrosion resistance and high light absorption / perovskite solar cell.
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기존의 페로브 스카이트 태양 전지에 있어 페로브 스카이트는 태양 빛을 흡수하여 전자와 정공을 분리시켜 광전 변환 기능이 우수하나 수분에 취약하여 부식이 되어 내구성이 약하고 전기 전도성 및 방열성이 낮고 정공 이동성이 불안정성한 문제점이 있는바In the conventional perovskite solar cell, perovskite absorbs sunlight and separates electrons and holes, so it has excellent photoelectric conversion function, but it is vulnerable to moisture and is corroded, so durability is weak, electrical conductivity and heat dissipation are low, and hole mobility There is an unstable problem
본 발명은 페로브 스카이트 태양 전지의 이러한 문제점을 해결하고자The present invention aims to solve this problem of a perovskite solar cell
① 기판 ② 그래핀·CNT 제1 투명 전극층 ③ MoS2 전자 전달층 ④ 은나노(와이어)산란층 ⑤ 페로브 스카이트 광흡수층 ⑥ MoS2 부식 방지층 ⑦ WS2 정공 전달층 ⑧ 제2 금속 전극층으로 구성하여 - 기존의 페로브 스카이트 태양 전지 보다 태양 빛을 증가시켜서 보다 많은 태양 빛을 흡수하도록 하면서 보다 내식성이 우수하도록 구성하여 보다 내구성이 우수하고 보다 전기 전도성, 방열성, 내열성, 강도성, 내마모성, 내화학성이 우수하며 전자파 차폐 기능이 우수하면서 보다 안정하게 정공을 이동시킬 수 있는 보다 효능적인 페로브 스카이트 태양 전지인 내식 및 고광흡수성 / 페로브 스카이트 태양 전지를 구성하는 것이 해결하고자 하는 과제이다.① Substrate ② Graphene·CNT first transparent electrode layer ③ MoS 2 electron transport layer ④ Silver nano (wire) scattering layer ⑤ Perovskite light absorption layer ⑥ MoS 2 corrosion protection layer ⑦ WS 2 hole transport layer ⑧ Second metal electrode layer -By increasing the solar light than the conventional perovskite solar cell, it is configured to absorb more sunlight and has better corrosion resistance, so it is more durable and more electric conductivity, heat dissipation, heat resistance, strength, abrasion resistance, and chemical resistance. The problem to be solved is to construct a corrosion-resistant and high-light absorption/perovskite solar cell, which is a more effective perovskite solar cell that can move holes more stably while having excellent electromagnetic shielding function.
따라서 본 발명은 Therefore, the present invention
① 기판 ② 그래핀·CNT 제1 투명 전극층 ③ MoS2 전자 전달층 ④ 은나노(와이어)산란층 ⑤ 페로브 스카이트 광흡수층 ⑥ MoS2 부식 방지층 ⑦ WS2 정공 전달층 ⑧ 제2 금속 전극층으로 구성하고자① Substrate ② Graphene·CNT first transparent electrode layer ③ MoS 2 electron transport layer ④ Silver nano (wire) scattering layer ⑤ Perovskite light absorbing layer ⑥ MoS 2 corrosion protection layer ⑦ WS 2 hole transport layer ⑧ Second metal electrode layer
1단계: ① 기판 제조 단계Step 1: ① Substrate manufacturing step
유리나 PET 필름, PEN 필름, PI 필름, PC 필름, PP 필름, TAC 필름, PES 필름 중에서 1가지를 선택하여 ① 기판으로 구성하고Select one of glass or PET film, PEN film, PI film, PC film, PP film, TAC film, PES film, and ① consist of a substrate.
2단계: ② 그래핀·CNT 제1 투명 전극층 제조 단계.Step 2: ② Graphene·CNT first transparent electrode layer manufacturing step.
그래핀과 CNT를 혼합시켜 구성한 그래핀·CNT(1~5wt%)를 (NMP, DMF, THF, 알콜, 물, 폴리비닐알콜, 폴리에틸렌글리콜 중에서 1가지 이상을 선택하여 구성한)용매에 첨가하고 교반 및 초음파로 분산시켜 구성한 그래핀·CNT 용액을 ① 기판 위에 코팅하고 건조시켜서 ① 기판 위에 그래핀·CNT 코팅막을 코팅시켜서 ① 기판 위에 ② 그래핀·CNT 제1 투명 전극층을 구성한후Graphene·CNT (1~5wt%) composed by mixing graphene and CNT is added to a solvent (consisting of one or more selected from NMP, DMF, THF, alcohol, water, polyvinyl alcohol, and polyethylene glycol) and stirred And the graphene·CNT solution composed by dispersing with ultrasonic waves ① coated on the substrate and dried ① coated with a graphene·CNT coating film on the substrate ① on the substrate ② after forming the first transparent electrode layer of graphene·CNT on the substrate
3단계: ③ MoS2 전자 전달층 제조 단계Step 3: ③ MoS 2 electron transport layer manufacturing step
1) 나노 시트나 나노 분말로 구성된 MoS2(이황화 몰리브덴)(1~5wt%)을 (NMP, DMF, THF, 알콜, 물, 폴리비닐알콜, 폴리에틸렌글리콜 중에서 1가지 이상을 선택하여 구성한)용매에 첨가하고 교반 및 초음파로 분산시켜 구성한 MoS2 용액을 ② 그래핀·CNT 제1 투명 전극층 위에 코팅하고 건조시켜서 ② 그래핀·CNT 제1 투명 전극층 위에 MoS2 코팅막을 코팅시키거나(MoS2 용액 코팅법) 또는 2) 나노 시트나 나노 분말로 구성된 MoS2(이황화 몰리브덴)을 스퍼터링법이나 전자빔 증착법 중에서 1가지 방법을 선택하여 ② 그래핀·CNT 제1 투명 전극층 위에 MoS2 코팅막을 코팅시켜서 ② 그래핀·CNT 제1 투명 전극층 위에 ③ MoS2 전자 전달층을 구성한후
( MoS2 전자 전달층에 있어서 광촉매인 MoS2과 그래핀·CNT 제1 투명 전극층에 있어서 그래핀은 반응하여 근적외선 및 자외선의 빛은 물론 가시광선의 빛까지 보다 많은 태양 빛을 흡수한다.) 1) MoS 2 (molybdenum disulfide) (1~5wt%) composed of nanosheets or nano powders (consisting of one or more selected from NMP, DMF, THF, alcohol, water, polyvinyl alcohol, and polyethylene glycol) Add MoS 2 solution composed by stirring and dispersing with ultrasonic waves ② coating on the first transparent electrode layer of graphene and CNT and drying ② coating a MoS 2 coating film on the first transparent electrode layer of graphene and CNT (MoS 2 solution coating method ) Or 2) MoS 2 (molybdenum disulfide) composed of nanosheets or nano powders can be selected from the sputtering method or electron beam evaporation method ② by coating a MoS 2 coating film on the first transparent electrode layer of graphene and CNT ② graphene· After configuring ③ MoS 2 electron transport layer on the first transparent electrode layer of CNT
(In the MoS 2 electron transport layer, the photocatalyst MoS 2 and the graphene/CNT in the first transparent electrode layer react with graphene to absorb more sunlight, including near-infrared and ultraviolet light, as well as visible light.)
4단계: ④ 은나노(와이어)산란층 제조 단계.Step 4: ④ Silver nano (wire) scattering layer manufacturing step.
은나노나 은나노 와이어 중에서 1가지 이상을 선택하여 구성한 은나노(와이어)(1~2wt%)를 (알콜, 물, 에틸렌글리콜 중에서 1가지 이상을 선택하여 구성한)용매에 첨가 교반하여 분산시켜서 구성한 은나노(와이어) 용액을 ③ MoS2 전자 전달층 위에 코팅하고 건조시켜서 ③ MoS2 전자 전달층 위에 은나노(와이어) 코팅막을 코팅시켜서 ③ MoS2 전자 전달층 위에 ④ 은나노(와이어)산란층을 구성한후
( MoS2 위에 은나노를 코팅시키면 광방출량을 12배 증가시킨다 - 노스 웨스턴 공과 대학에서 발표)Silver nano (wire) (1~2wt%) composed by selecting at least one silver nano or silver nano wire to a solvent (consisting of one or more selected from alcohol, water, and ethylene glycol) and stirred to disperse it. ) the solution ③ by coating MoS 2 on the electron transport layer and dried ③ by coating a silver (wire) coating MoS 2 on the electron transport layer is configured to ③ ④ silver (the wire), the scattering layer on the electron transport layer MoS 2
( Coating silver nano on MoS 2 increases light emission by 12 times-announced by Northwestern Institute of Technology)
5단계: ⑤ 페로브 스카이트 광흡수층 제조 단계.Step 5: ⑤ Perovskite light absorption layer manufacturing step.
페로브 스카이트(CH3 NH3 PbI3)(20~40wt%)를 (DMF와 DMSO로 구성된)용매에 첨가하고 교반하여 용해시켜 구성한 페로브 스카이트 용액을 ④ 은나노(와이어)산란층 위에 코팅하고 건조시켜서 ④ 은나노(와이어)산란층 위에 페로브 스카이트 코팅막을 코팅시켜서 ④ 은나노(와이어)산란층 위에 ⑤ 페로브 스카이트 광흡수층을 구성한후
( ④ 은나노(와이어)산란층에 있어서 은나노나 은나노 와이어는 전기 전도성이 낮은 페로브 스카이트의 전기 전도성을 증가시키고 ⑤ 페로브 스카이트 광흡수성에 있어 페로브 스카이트는 광방출량이 12배 증가된 보다 많은 태양 빛을 흡수하여 생성된 전하를 에너지 없이 정공과 전자로 분리시켜서 보다 많은 전류를 생산하면서 전자 전달이 우수한 ③ MoS2 전자 전달층은 전자를 ② 그래핀·CNT 제1 투명 전극층에 이동시킨다.)Perovskite (CH 3 NH 3 PbI 3 ) (20~40wt%) was added to the solvent (consisting of DMF and DMSO) and stirred to dissolve the solution of perovskite ④ coated on the silver nano (wire) scattering layer. And dry it ④ coat the perovskite coating on the silver nano (wire) scattering layer ④ configure the perovskite light absorbing layer on the silver nano (wire) scattering layer
(④ Silver nano (wire) In the scattering layer, silver nano or silver nano wire increases the electrical conductivity of perovskite, which has low electrical conductivity, and ⑤ perovskite in terms of light absorption, perovskite has a 12-fold increase in light emission. It absorbs a lot of sunlight and separates the generated charge into holes and electrons without energy to produce more current and has excellent electron transfer. ③ MoS 2 electron transport layer transfers electrons to ② graphene·CNT first transparent electrode layer. )
6단계: ⑥ MoS2 부식 방지층 제조 단계.Step 6: ⑥ MoS 2 corrosion protection layer manufacturing step.
1) 3단계 1)에서 구성한 MoS2 용액을 ⑤ 페로브 스카이트 광흡수층 위에 코팅하고 건조시켜서 ⑤ 페로브 스카이트 광흡수층 위에 MoS2 코팅막을 코팅시키거나(MoS2 용액 코팅법) 또는 2) 나노 시트나 나노 분말로 구성된 MoS2(이황화 몰리브덴)을 스퍼터링법이나 전자빔 증착법으로 ⑤ 페로브 스카이트 광흡수층 위에 MoS2 코팅막을 코팅시켜서 ⑤ 페로브 스카이트 광흡수층 위에 ⑥ MoS2 부식 방지층을 구성한후
( ⑥ MoS2 부식 방지층에 있어 MoS2은 ⑤ 페로브 스카이트 광흡수층에 있어 페로브 스카이트의 부식되는것을 방지시켜 내구성을 우수하게 하고 또한 ⑥ MoS2 부식 방지층에 있어서 MoS2은 ⑤ 페로브 스카이트 광흡수층 내의 이온들이 ⑦ WS2 정공 전달층으로 확산되는 것을 방지시켜 열화가 발생되는것을 방지시킨다.) 1) Coat the MoS 2 solution composed in step 3 1) on the ⑤ perovskite light absorption layer and dry ⑤ coat the MoS 2 coating on the perovskite light absorption layer (MoS 2 solution coating method) or 2) nano after the MoS 2 (molybdenum disulfide), consisting of a sheet or a nano-powder, by sputtering or electron beam evaporation ⑤ perovskite by coating the MoS 2 coating layer on the light absorbing layer is configured to ⑤ ⑥ perovskite MoS 2 anti-corrosion layer on the light absorbing layer
(⑥ MoS 2 in the MoS 2 anti-corrosion layer is ⑤ perovskite in the light absorption layer to excellent durability to prevent the corrosion of the perovskite and also ⑥ MoS 2 in a MoS 2 anti-corrosion layer is ⑤ perovskite It prevents deterioration by preventing the ions in the light absorption layer from diffusing to the ⑦ WS 2 hole transport layer.)
7단계: ⑦ WS2 정공 전달층 제조 단계Step 7: ⑦ WS 2 hole transport layer manufacturing step
1) 나노 시트나 나노 분말로 구성된 WS2(이황화 텅스텐)(1~5wt%)을 (NMP, DMF, THF, 알콜, 물, 폴리비닐알콜 폴리에틸렌글리콜 중에서 1가지 이상을 선택하여 구성한)용매에 첨가하고 교반 및 초음파로 분산시켜서 구성한 WS2 용액을 ⑥ MoS2 부식 방지층 위에 코팅하고 건조시켜서 ⑥ MoS2 부식 방지층 위에 WS2 코팅막을 코팅시키거나 (WS2 용액 코팅법)이나 2) 나노 시트나 나노 분말로 구성된 WS2(이황화 텅스텐)을 스퍼터링법이나 전자빔 증착법으로 ⑥ MoS2 부식 방지층 위에 WS2 코팅막을 코팅시켜서 ⑥ MoS2 부식 방지층 위에 ⑦ WS2 정공 전달층을 구성한후
( ⑥ MoS2 부식 방지층의 MoS2과 ⑦ WS2 정공 전달층의 WS2 사이에서는 정공이 양자 역학적으로 동시에 존재하다가 상대적으로 안정한 WS2 정공 전달층으로 이동하여 ⑧ 제2 금속 전극층에 정공을 전달시킨다.) 1) Add WS 2 (tungsten disulfide) (1-5 wt%) composed of nano sheet or nano powder to a solvent (consisting of one or more selected from NMP, DMF, THF, alcohol, water, polyvinyl alcohol polyethylene glycol) Then, by stirring and dispersing with ultrasonic waves, the composed WS 2 solution is ⑥ coated on the MoS 2 corrosion protection layer and dried. ⑥ Coat the WS 2 coating on the MoS 2 corrosion protection layer (WS 2 solution coating method) or 2) Nano sheet or nano powder after configuring the WS 2 a (tungsten disulfide), by sputtering or electron beam evaporation ⑥ MoS 2 coating by the WS 2 coating layer on the anti-corrosion layer ⑥ ⑦ MoS 2 anti-corrosion layer on the hole transport layer made of WS 2
(⑥ in between MoS 2, MoS 2 of the anti-corrosion layer and ⑦ WS 2 holes of the transfer layer WS 2 by holes while there at the same time the quantum mechanical movement is relatively stable WS 2, a hole transport layer ⑧ thereby pass the hole in the second metal electrode layer .)
8단계: ⑧ 제2 금속 전극층 제조 단계Step 8: ⑧ Second metal electrode layer manufacturing step
Ag, Pd, Au, Cu, Cr, Co, Ti, Al, Pt, Fe, Cd, In, Mg 중에서 1가지 이상의 금속을 선택하여 진공 열증착법.이나 도금법, 스퍼터링법, 전자빔 증착법, 스크린 인쇄법 중에서 1가지 방법을 선택하여 ⑦ WS2 정공 전달층 위에 금속박막을 증착시켜서 ⑦ WS2 정공 전달층 위에 ⑧ 제2 금속 전극층을 구성하여 - 기존의 페로브 스카이트 태양 전지 보다 태양 빛을 증가시켜서 보다 많은 태양 빛을 흡수하게 하여 생성된 전하를 에너지 없이 정공과 전자로 분리시켜서 보다 많은 전류를 생산하도록 하면서 내식성이 우수하게 구성하여 보다 내구성이 우수하도록 하고 보다 전기 전도성, 방열성, 내열성, 내화학성, 강도성, 내마모성 등이 우수하며 전자파 차폐 기능이 우수하고 보다 안정하게 정공을 이동시킬 수 있게 구성하여 보다 효능적인 페로브 스카이트 태양 전지로 구성한 내식 및 고광흡수성 / 페로브 스카이트 태양 전지Ag, Pd, Au, Cu, Cr, Co, Ti, Al, Pt, Fe, Cd, In, Mg by selecting one or more metals from vacuum thermal evaporation, plating, sputtering, electron beam evaporation, and screen printing. select one way to ⑦ WS 2 by depositing a metal thin film on the hole transport layer ⑦ WS 2, a hole transport layer on the ⑧ claim configure the second metal electrode - to increase the sun light by much more than the conventional perovskite solar By absorbing sunlight, it separates the generated charge into holes and electrons without energy to produce more current, and it has excellent corrosion resistance to make it more durable, and more electrical conductivity, heat dissipation, heat resistance, chemical resistance, and strength. , Corrosion resistance and high light absorption / perovskite solar cell consisting of a more efficient perovskite solar cell by having excellent abrasion resistance, excellent electromagnetic shielding function, and more stable hole movement
본 발명인 내식 및 고광흡수성 / 페로브 스카이트 태양 전지는Corrosion resistance and high light absorption / perovskite solar cell of the present invention
기존의 페로브 스카이트 태양 전지 보다 태양 빛을 증가시켜서 보다 많은 태양 빛을 흡수하게 하여 생성된 전하를 에너지 없이 정공과 전자로 분리시켜 보다 많은 전류를 생산하도록 하면서 내식성이 우수하게 구성하여 보다 내구성이 우수하도록 하고 보다 전기 전도성, 방열성, 내열성, 내화학성, 강도성, 내마모성 등이 우수하며 전자파 차폐 기능이 우수하고 보다 안정하게 정공을 이동시킬 수 있게 구성하여 기존 페로브 스카이트 태양 전지의 문제점을 해결하여 보다 효능적인 페로브 스카이트 태양 전지로 구성되어져 효과적이다.Compared to the conventional perovskite solar cell, it increases solar light and absorbs more sunlight, separating the generated charge into holes and electrons without energy to produce more current, and has excellent corrosion resistance, making it more durable. It has excellent electrical conductivity, heat dissipation, heat resistance, chemical resistance, strength, abrasion resistance, etc., and has excellent electromagnetic wave shielding function and is configured to move holes more stably to solve the problems of existing perovskite solar cells. Therefore, it is effective because it is composed of more efficient perovskite solar cells.
기존의 페로브 스카이트 태양 전지에 있어 페로브 스카이트는 광흡수성이 우수하나 수분에 취약하여 부식이 되어 내구성이 약하고 전기 전도성이 낮으면서 방열성이 낮고 정공 이동성이 불안정한 문제점이 있는바In the existing perovskite solar cell, perovskite has excellent light absorption, but it is vulnerable to moisture and is corroded, resulting in weak durability, low electrical conductivity, low heat dissipation, and unstable hole mobility.
본 발명은 위에서 서술한 기존의 페로브 스카이트 태양 전지의 문제점을 해결할 수 있도록The present invention is to solve the problem of the conventional perovskite solar cell described above.
① 기판 ② 그래핀·CNT 제1 투명 전극층 ③ MoS2 전자 전달층 ④ 은나노(와이어)산란층 ⑤ 페로브 스카이트 광흡수층 ⑥ MoS2 부식 방지층 ⑦ WS2 정공 전달층 ⑧ 제2 금속 전극층으로 구성하고자 하는 것으로써① Substrate ② Graphene·CNT first transparent electrode layer ③ MoS 2 electron transport layer ④ Silver nano (wire) scattering layer ⑤ Perovskite light absorbing layer ⑥ MoS 2 corrosion protection layer ⑦ WS 2 hole transport layer ⑧ Second metal electrode layer By doing
본 발명을 구성하는데 있어In constructing the present invention
1) 기판: 유리나 PET 필름, PEN 필름, PI 필름, PP 필름, TAC 필름, PES 필름 중에서 1가지를 선택하여 구성.1) Substrate: Configured by selecting one of glass or PET film, PEN film, PI film, PP film, TAC film, and PES film.
2) 그래핀과 CNT를 혼합시켜 구성한 그래핀·CNT 제1 투명 전극층의 특성: 전기 전도성, 강도성, 열 전도성, 방열성이 우수하고 전자파 차폐 기능이 우수하다.2) The properties of the graphene·CNT first transparent electrode layer composed of a mixture of graphene and CNT: excellent electrical conductivity, strength, thermal conductivity, heat dissipation, and electromagnetic wave shielding function.
3) 나노 시트나 나노 분말로 구성된 MoS2(이황화 몰리브덴)의 특성: 광촉매이며 반도체로써 내식성, 항균성, 전기 전도성, 광흡수성, 방열성, 광방출성, 내열성, 내화학성, 내마모성, 점착성이 우수하고 전자 이동성이 우수하다. 3) Characteristics of MoS 2 (molybdenum disulfide) composed of nano sheet or nano powder: As a photocatalyst, it is a semiconductor with excellent corrosion resistance, antibacterial properties, electrical conductivity, light absorption, heat dissipation, light emission, heat resistance, chemical resistance, abrasion resistance, adhesion, and electronic properties. Excellent mobility.
4) 은나노나 은나노 와이어 중에서 1가지 이상을 선택하여 구성한 은나노(와이어)의 특성: 빛을 산란시키면서 전기 전도성을 증가시킨다.4) Characteristics of silver nano (wire) composed by selecting one or more of silver nano or silver nano wire: Increases electrical conductivity while scattering light.
5) 페로브 스카이트의 특성: 투과된 태양 빛을 흡수하여 생성된 전하를 에너지 없이 정공과 전자를 분리시켜서 전류를 만들어내는 광전 변환 기능이 우수하나 페로브 스카이트는 수분에 취약하여 부식이 되어 내구성이 약하고 방열성이 낮고 전기 전도성이 낮은 문제점이 있다5) Characteristics of perovskite: It has excellent photoelectric conversion function that generates electric current by separating holes and electrons without energy from the electric charge generated by absorbing the transmitted sunlight, but perovskite is vulnerable to moisture and is therefore durable due to corrosion. It is weak, heat dissipation is low, and electrical conductivity is low.
6) 나노 시트나 나노 분말로 구성된 WS2(이황화 텅스텐)의 특성: 광촉매이며 반도체로써 내식성, 항균성, 전기 전도성, 방열성, 내산화성, 내화학성, 내마모성, 강도성, 내열성 등이 우수하고 정공 이동성이 우수하다 6) Characteristics of WS 2 (tungsten disulfide) composed of nano sheet or nano powder: As a photocatalyst, it is a semiconductor with excellent corrosion resistance, antibacterial properties, electrical conductivity, heat dissipation, oxidation resistance, chemical resistance, abrasion resistance, strength, heat resistance, and hole mobility. great
7) 제2 금속 전극층: Ag, Pd, Au, Cu, Cr, Co, Ti, Al, Pt, Fe, Cd, In, Mg 중에서 1가지 이상의 금속을 선택하여 구성.7) Second metal electrode layer: composed of one or more metals selected from Ag, Pd, Au, Cu, Cr, Co, Ti, Al, Pt, Fe, Cd, In, and Mg.
본 발명은 위에서 서술한 특성을 페로브 스카이트 태양 전지에 나타나도록 구성하고자,The present invention is to configure the characteristics described above to appear in a perovskite solar cell,
1) ① 기판 위에 ② 그래핀·CNT 제1 투명 전극층을 코팅시키고 그 위에 ③ MoS2 전자 전달층을 코팅시키고 그 위에 ④ 은나노(와이어)산란층을 코팅시키고 그 위에 ⑤ 페로브 스카이트 광흡수층을 코팅시키면 - ③ MoS2 전자 전달층에 있어 광촉매인 MoS2 은 ② 그래핀·CNT 제1 투명 전극층에 있어 그래핀과 반응하여 근적외선 및 자외선의 빛은 물론 가시광선의 빛까지 보다 많은 태양 빛을 흡수하고 ② 은나노(와이어)산란층은 흡수한 태양 빛을 산란시키고 산란된 태양 빛은 ③ MoS2 전자 전달층에 있어 광방출량이 우수한 MoS2과 반응하여 광방출량을 12배 증가시켜서 ⑤ 페로브 스카이트 광흡수층에 있어 페로브 스카이트가 보다 많은 태양 빛을 흡수하도록 하면서 ② 은나노(와이어)산란층에 있어 은나노나 은나노 와이어는 전기 전도성이 낮은 페로브 스카이트의 전기 전도성을 증가시키면서 또한 ⑤ 페로브 스카이트 광흡수층에 있어 페로브 스카이트는 보다 많은 태양 빛을 흡수하여 생성된 전하를 에너지 없이 정공과 전자로 분리시켜 보다 많은 전류를 생산하면서 전자 전달이 우수한 ③ MoS2 전자 전달층은 전자를 ② 그래핀·CNT 제1 투명 전극층에 이동시킨다. (MoS2 코팅막 위에 은나노를 코팅시키면 광촉매이며 광방출량이 우수한 MoS2은 빛을 산란시키는 은나노와 반응하여 광방출량을 12배 증가시킨다 - 노스 웨스턴 공과 대학에서 발표)1) ① On the substrate ② coat the first transparent electrode layer of graphene·CNT on it, ③ coat the MoS 2 electron transport layer, and coat the ④ silver nano (wire) scattering layer on it, and ⑤ perovskite light-absorbing layer thereon. when coating - ③ MoS 2 in the electron transport layer photocatalyst of MoS 2 is ② graphene · CNT claim yes in the first transparent electrode layer reacts with the pin and absorb much sun light than to light as well as visible light, light in the near infrared and ultraviolet ② The silver nano (wire) scattering layer scatters the absorbed sunlight, and the scattered sunlight reacts with MoS 2 , which has excellent light emission in the MoS 2 electron transport layer, and increases the light emission by 12 times. ⑤ Perovskite light While making the perovskite absorb more sunlight in the absorption layer ② Silver nano or silver nano wire in the silver nano (wire) scattering layer increases the electrical conductivity of the low electrical conductivity perovskite, and ⑤ perovskite In the light-absorbing layer, perovskite absorbs more sunlight and separates the generated charge into holes and electrons without energy to produce more current and has excellent electron transfer. ③ MoS 2 electron transport layer transfers electrons ② graphene. The CNT is moved to the first transparent electrode layer. (If silver nano is coated on the MoS 2 coating film, it is a photocatalyst, and MoS 2 with excellent light emission increases the light emission by 12 times by reacting with the silver nano light that scatters light.-Presented by Northwestern Institute of Technology)
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2) ⑤ 페로브 스카이트 광흡수층 위에 ⑥ MoS2 부식 방지층을 코팅시키고 그 위에 ⑦ WS2 정공 전달층을 코팅시키고 그 위에 ⑧ 제2 금속 전극층을 코팅시키면 - ⑥ MoS2 부식 방지층에 있어 MoS2은 페로브 스카이트 광흡수층 내의 이온들이 ⑦ WS2 정공 전달층으로 확산되는 것을 방지시켜 열화가 발생되는 것을 방지시키면서 또한 ⑥ MoS2 부식 방지층에 있어 MoS2에 의해 ⑤ 페로브 스카이트 광흡수층에 있어 페로브 스카이트의 부식을 방지시켜 내구성을 우수하게 구성하고 또한 ⑤ 페로브 스카이트 광흡수층에서 생성된 전하에서 분리된 정공은 ⑥ MoS2 부식 방지층의 MoS2과 ⑦ WS2 정공 전달층의 WS2에 양자 역학적으로 동시에 존재하다가 상대적으로 안정된 WS2 정공 전달층으로 안정하게 이동하여 제2 금속 전극층에 정공을 전달시킨다.2) ⑤ perovskite ⑥ above the light absorbing layer was coated with MoS 2 anti-corrosion layer thereon ⑦ WS 2 coating of a hole transport layer and ⑧ When coating a second metal electrode layer thereon - ⑥ MoS 2, MoS 2 is in the anti-corrosion layer The ions in the perovskite light absorbing layer ⑦ prevents diffusion to the WS 2 hole transport layer, preventing deterioration, and ⑥ MoS 2 corrosion prevention layer by MoS 2 ⑤ Perovskite light absorption layer. in to prevent corrosion of the perovskite excellently configuration durability and also ⑤ perovskite holes separated from the electric charges generated in the tree light absorption layer ⑥ MoS 2, MoS 2 of the anti-corrosion layer and ⑦ WS WS 2 of the second hole transport layer They exist simultaneously in quantum mechanics, and then stably move to the relatively stable WS 2 hole transport layer to transfer holes to the second metal electrode layer.
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(이종 접합된 이차원 물질간에는 간극이 넓어 전하 이동 속도가 느려함에도 불구하고 MoS2(이황화 몰리브덴)과 WS2(이황화 텅스텐) 사이에서는 정공이 양자 역학적으로 동시에 존재하다가 상대적으로 안정한 WS2(이황화 텅스텐)으로 보다 빨리 이동한다 - 미국 렌셀러 폴리테크닉 대학교 연구팀과 한미 공동 연구팀에서 발표)
본 발명은(While the gap between the hetero-bonded two-dimensional materials is wide and the charge transfer rate is slow , the holes exist simultaneously quantum mechanically between MoS 2 (molybdenum disulfide) and WS 2 (tungsten disulfide), but relatively stable WS 2 (tungsten disulfide). Move faster to the world-Presented by a research team at Rensselaer Polytechnic University and a joint research team between Korea and America
The present invention
① 기판 ② 그래핀·CNT 제1 투명 전극층 ③ MoS2 전자 전달층 ④ 은나노(와이어)산란층 ⑤ 페로브 스카이트 광흡수층 ⑥ MoS2 부식 방지층 ⑦ WS2 정공 전달층 ⑧ 제2 금속 전극층으로 구성하여 - 기존의 페로브 스카이트 태양 전지 보다 태양 빛을 증가시켜서 보다 많은 태양 빛을 흡수하게 하여 생성된 전하를 에너지 없이 정공과 전자로 분리시켜 보다 많은 전류를 생산하도록 하면서 내식성이 우수하게 구성하여 보다 내구성이 우수하도록 하고 보다 전기 전도성, 방열성, 내열성, 내화학성, 강도성, 내마모성 등이 우수하고 전자파 차폐 기능이 우수하며 보다 안정하게 정공을 이동시킬 수 있게 구성하여 기존 페로브 스카이트 태양 전지의 문제점을 해결하여 보다 효능적인 페로브 스카이트 태양 전지인 내식 및 고광흡수성 / 페로브 스카이트 태양 전지를 구성하고자 하는것이다.① Substrate ② Graphene·CNT first transparent electrode layer ③ MoS 2 electron transport layer ④ Silver nano (wire) scattering layer ⑤ Perovskite light absorption layer ⑥ MoS 2 corrosion protection layer ⑦ WS 2 hole transport layer ⑧ Second metal electrode layer -Compared to the existing perovskite solar cell, it increases solar light and absorbs more sunlight, separating the generated charge into holes and electrons without energy to produce more current, and has excellent corrosion resistance, making it more durable. It has excellent electrical conductivity, heat dissipation, heat resistance, chemical resistance, strength, abrasion resistance, etc., has excellent electromagnetic wave shielding function, and is configured to move holes more stably to solve the problems of existing perovskite solar cells. The solution is to construct a more effective perovskite solar cell, corrosion resistance and high light absorption / perovskite solar cell.
따라서 본 발명은
① 기판 ② 그래핀·CNT 제1 투명 전극층 ③ MoS2 전자 전달층 ④ 은나노(와이어)산란층 ⑤ 페로브 스카이트 광흡수층 ⑥ MoS2 부식 방지층 ⑦ WS2 정공 전달층 ⑧ 제2 금속 전극층으로 구성하고자,Therefore, the present invention
① Substrate ② Graphene·CNT first transparent electrode layer ③ MoS 2 electron transport layer ④ Silver nano (wire) scattering layer ⑤ Perovskite light absorbing layer ⑥ MoS 2 corrosion protection layer ⑦ WS 2 hole transport layer ⑧ Second metal electrode layer ,
1단계: ① 기판 구성 단계Step 1: ① Board configuration step
유리나 PET 필름, PEN 필름, PI 필름, PC 필름, PP 필름, TAC 필름, PES 필름 중에서 1가지를 선택하여 ① 기판으로 구성하고Select one of glass or PET film, PEN film, PI film, PC film, PP film, TAC film, PES film, and ① consist of a substrate.
2단계: ② 그래핀·CNT 제1 투명 전극층 구성 단계Step 2: ② Graphene·CNT first transparent electrode layer construction step
그래핀과 CNT(탄소 나노 튜브)를 혼합시켜 구성한 그래핀·CNT(1~5wt%)를 (NMP, DMF, THF, 알콜, 물, 폴리비닐알콜, 폴리에틸렌글리콜 중에서 1가지 이상을 선택하여 구성한)용매에 첨가하고 교반 및 초음파로 분산시켜서 구성한 그래핀·CNT 용액을 ① 기판 위에 스핀 코팅하고 건조시켜서 ① 기판 위에 그래핀·CNT 코팅막을 코팅시켜서 ① 기판 위에 ② 그래핀·CNT 제1 투명 전극층을 구성한후Graphene·CNT (1~5wt%) composed by mixing graphene and CNT (carbon nanotube) (consisting of one or more selected from NMP, DMF, THF, alcohol, water, polyvinyl alcohol, and polyethylene glycol) A graphene·CNT solution composed by adding it to a solvent, stirring and dispersing it by ultrasonic waves ① spin-coating on the substrate and drying it ① coating a graphene·CNT coating film on the substrate ① on the substrate ② constituting the first transparent electrode layer of graphene·CNT on the substrate. after
3단계: ③ MoS2 전자 전달층 구성 단계Step 3: ③ MoS 2 electron transport layer construction step
1) 나노 시트나 나노 분말로 구성된 MoS2(이황화 몰리브덴)(1~5wt%)을 (NMP, DMF, THF, 알콜, 물, 폴리비닐알콜, 폴리에틸렌글리콜 중에서 1가지 이상을 선택하여 구성한)용매에 첨가하고 교반 및 초음파로 분산시켜 구성한 MoS2 용액을 ② 그래핀·CNT 제1 투명 전극층 위에 코팅하고 건조시켜서 ② 그래핀·CNT 제1 투명 전극층 위에 MoS2 코팅막을 코팅시키거나(MoS2 용액 코팅법) 또는 2) 나노 시트나 나노 분말로 구성된 MoS2(이황화 몰리브덴)을 스퍼터링법이나 전자빔 증착법 중에서 1가지 방법을 선택하여 ② 그래핀·CNT 제1 투명 전극층 위에 MoS2 코팅막을 코팅시켜서 ② 그래핀·CNT 제1 투명 전극층 위에 ③ MoS2 전자 전달층을 구성한후
( MoS2 전자 전달층에 있어서 광촉매인 MoS2과 그래핀·CNT 제1 투명 전극층에 있어서 그래핀은 반응하여 근적외선 및 자외선의 빛은 물론 가시광선의 빛까지 보다 많은 태양 빛을 흡수한다.) 1) MoS 2 (molybdenum disulfide) (1~5wt%) composed of nanosheets or nano powders (consisting of one or more selected from NMP, DMF, THF, alcohol, water, polyvinyl alcohol, and polyethylene glycol) Add MoS 2 solution composed by stirring and dispersing with ultrasonic waves ② coating on the first transparent electrode layer of graphene and CNT and drying ② coating a MoS 2 coating film on the first transparent electrode layer of graphene and CNT (MoS 2 solution coating method ) Or 2) MoS 2 (molybdenum disulfide) composed of nanosheets or nano powders can be selected from the sputtering method or electron beam evaporation method ② by coating a MoS 2 coating film on the first transparent electrode layer of graphene and CNT ② graphene· After configuring ③ MoS 2 electron transport layer on the first transparent electrode layer of CNT
(In the MoS 2 electron transport layer, the photocatalyst MoS 2 and the graphene/CNT in the first transparent electrode layer react with graphene to absorb more sunlight, including near-infrared and ultraviolet light, as well as visible light.)
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4단계: ④ 은나노(와이어)산란층 구성 단계Step 4: ④ Silver nano (wire) scattering layer construction step
은나노나 은나노 와이어 중에서 1가지 이상을 선택하여 구성한 은나노(와이어)(1~2wt%)를 (알콜, 물, 에틸렌글리콜 중에서 1가지 이상을 선택하여 구성한)용매에 첨가 교반하여 분산시켜서 구성한 은나노(와이어) 용액을 ③ MoS2 전자 전달층 위에 코팅하고 건조시켜서 ③ MoS2 전자 전달층 위에 은나노(와이어) 코팅막을 코팅시켜서 ③ MoS2 전자 전달층 위에 ④ 은나노(와이어)산란층을 구성한후
( MoS2 위에 은나노를 코팅시키면 광방출량을 12배 증가시킨다 - 노스 웨스턴 공과 대학에서 발표)Silver nano (wire) (1~2wt%) composed by selecting at least one silver nano or silver nano wire to a solvent (consisting of one or more selected from alcohol, water, and ethylene glycol) and stirred to disperse it. ) the solution ③ by coating MoS 2 on the electron transport layer and dried ③ by coating a silver (wire) coating MoS 2 on the electron transport layer is configured to ③ ④ silver (the wire), the scattering layer on the electron transport layer MoS 2
( Coating silver nano on MoS 2 increases light emission by 12 times-announced by Northwestern Institute of Technology)
5단계: ⑤ 페로브 스카이트 광흡수층 구성 단계.Step 5: ⑤ Perovskite light absorption layer construction step.
페로브 스카이트(CH3 NH3 PbI3)(20~40wt%)를 (DMF와 DMSO로 구성된)용매에 첨가하고 교반하여 용해시켜서 구성한 페로브 스카이트 용액을 ④ 은나노(와이어)산란층 위에 코팅하고 건조시켜서 ④ 은나노(와이어)산란층 위에 페로브 스카이트 코팅막을 코팅시켜서 ④ 은나노(와이어)산란층 위에 ⑤ 페로브 스카이트 광흡수층을 구성한후
( ④ 은나노(와이어)산란층에 있어서 은나노나 은나노 와이어는 전기 전도성이 낮은 페로브 스카이트의 전기 전도성을 증가시키고 ⑤ 페로브 스카이트 광흡수층에 있어 페로브 스카이트는 광방출량이 12배 증가된 보다 많은 태양 빛을 흡수하여 생성된 전하를 에너지 없이 정공과 전자로 분리시켜 보다 많은 전류를 생산하면서 전자 전달이 우수한 ③ MoS2 전자 전달층은 전자를 ② 그래핀·CNT 제1 투명 전극층에 이동시킨다.)Perovskite (CH 3 NH 3 PbI 3 ) (20~40wt%) was added to the solvent (consisting of DMF and DMSO) and stirred to dissolve it. ④ Coat the silver nano (wire) scattering layer. And dry it ④ coat the perovskite coating on the silver nano (wire) scattering layer ④ configure the perovskite light absorbing layer on the silver nano (wire) scattering layer
(4) In the silver nano (wire) scattering layer, the silver nano or silver nano wire increases the electrical conductivity of the perovskite, which has low electrical conductivity, and ⑤ in the perovskite light absorption layer, the perovskite increases the light emission by 12 times. ③ MoS 2 electron transfer layer, which absorbs a lot of sunlight and separates the generated charge into holes and electrons without energy, produces more current and has excellent electron transfer. ③ MoS 2 electron transfer layer transfers electrons to ② graphene·CNT first transparent electrode layer )
6단계: ⑥ MoS2 부식 방지층 구성 단계Step 6: ⑥ MoS 2 corrosion protection layer construction step
1) 3단계 1)에서 구성한 MoS2 용액을 ⑤ 페로브 스카이트 광흡수층 위에 코팅하고 건조시켜서 ⑤ 페로브 스카이트 광흡수층 위에 MoS2 코팅막을 코팅시키거나(MoS2 용액 코팅법) 또는 2) 나노 시트나 나노 분말로 구성된 MoS2(이황화 몰리브덴)을 스퍼터링법이나 전자빔 증착법으로 ⑤ 페로브 스카이트 광흡수층 위에 MoS2 코팅막을 코팅시켜서 ⑤ 페로브 스카이트 광흡수층 위에 ⑥ MoS2 부식 방지층을 구성한후
( ⑥ MoS2 부식 방지층에 있어 MoS2은 ⑤ 페로브 스카이트 광흡수층에 있어 페로브 스카이트의 부식을 방지시켜 내구성을 우수하게 하고 또한 ⑥ MoS2 부식 방지층에 있어 MoS2은 ⑤ 페로브 스카이트 광흡수층 내의 이온들이 ⑦ WS2 정공 전달층으로 확산되는 것을 방지시켜 열화가 발생되는것을 방지시킨다.) 1) Coat the MoS 2 solution composed in step 3 1) on the ⑤ perovskite light absorption layer and dry ⑤ coat the MoS 2 coating on the perovskite light absorption layer (MoS 2 solution coating method) or 2) nano After forming a MoS 2 (molybdenum disulfide) composed of sheet or nano powder by sputtering or electron beam evaporation ⑤ by coating a MoS 2 coating on the perovskite light absorption layer ⑤ on the perovskite light absorption layer ⑥ MoS 2 corrosion protection layer
(⑥ in the MoS 2 anti-corrosion layer MoS 2 is ⑤ perovskite in the light absorption layer to excellent durability to prevent corrosion of the perovskite and also ⑥ in MoS 2 anti-corrosion layer MoS 2 is ⑤ perovskite It prevents deterioration by preventing ions in the light absorption layer from diffusing to the ⑦ WS 2 hole transport layer.)
7단계: ⑦ WS2 정공 전달층 구성 단계.Step 7: ⑦ WS 2 hole transport layer construction step.
1) 나노 시트나 나노 분말로 구성된 WS2(이황화 텅스텐)(1~5wt%)을 (NMP, DMF, THF, 알콜, 물, 폴리비닐알콜 폴리에틸렌글리콜 중에서 1가지 이상을 선택하여 구성한)용매에 첨가하고 교반 및 초음파로 분산시켜 구성한 WS2 용액을 ⑥ MoS2 부식 방지층 위에 코팅하고 건조시켜서 ⑥ MoS2 부식 방지층 위에 WS2 코팅막을 코팅시키거나 (WS2 용액 코팅법) 또는 2) 나노 시트나 나노 분말로 구성된 WS2(이황화 텅스텐)을 스퍼터링법이나 전자빔 증착법으로 ⑥ MoS2 부식 방지층 위에 WS2 코팅막을 코팅시켜서 ⑥ MoS2 부식 방지층 위에 ⑦ WS2 정공 전달층을 구성한 후
( ⑥ MoS2 부식 방지층의 MoS2과 ⑦ WS2 정공 전달층의 WS2 사이에서는 정공이 양자 역학적으로 동시에 존재하다가 상대적으로 안정한 WS2 정공 전달층으로 이동하여 ⑧ 제2 금속 전극층에 정공을 전달시킨다.) 1) Add WS 2 (tungsten disulfide) (1-5 wt%) composed of nano sheet or nano powder to a solvent (consisting of one or more selected from NMP, DMF, THF, alcohol, water, polyvinyl alcohol polyethylene glycol) Then, by stirring and dispersing with ultrasonic waves, the resulting WS 2 solution is ⑥ coated on the MoS 2 corrosion protection layer and dried. ⑥ Coat the WS 2 coating on the MoS 2 corrosion protection layer (WS 2 solution coating method) or 2) Nano sheet or nano powder after configuring the WS 2 a (tungsten disulfide), by sputtering or electron beam evaporation ⑥ MoS 2 coating by the WS 2 coating layer on the anti-corrosion layer ⑥ ⑦ MoS 2 anti-corrosion layer on the hole transport layer made of WS 2
(⑥ in between MoS 2, MoS 2 of the anti-corrosion layer and ⑦ WS 2 holes of the transfer layer WS 2 by holes while there at the same time the quantum mechanical movement is relatively stable WS 2, a hole transport layer ⑧ thereby pass the hole in the second metal electrode layer .)
8단계: ⑧ 제2 금속 전극층 구성 단계.Step 8: ⑧ Second metal electrode layer construction step.
Ag, Pd, Au, Cu, Cr, Co, Ti, Al, Pt, Fe, Cd, In, Mg 중에서 1가지 이상의 금속을 선택하여 진공 열증착법이나 도금법, 스퍼터링법, 전자빔 증착법, 스크린 인쇄법 중에서 1가지 방법을 선택하여 ⑦ WS2 정공 전달층 위에 금속 박막을 증착시켜서 ⑦ WS2 정공 전달층 위에 ⑧ 제2 금속 전극층을 구성하여 - 기존의 페로브 스카이트 태양 전지 보다 태양 빛을 증가시켜서 보다 많은 태양 빛을 흡수하게 하여 생성된 전하를 에너지 없이 정공과 전자로 분리시켜 전류를 생산하도록 하면서 내식성이 우수하게 구성하여 보다 내구성이 우수하도록 하고 보다 전기 전도성, 방열성, 내열성, 내화학성, 강도성, 내마모성 등이 우수하며 전자파 차폐 기능이 우수하고 보다 안정하게 정공을 이동시킬 수 있게 구성하여 기존의 페로브 스카이트 태양 전지의 문제점을 해결하여 보다 효능적인 페로브 스카이트 태양 전지로 구성한 내식 및 고광흡수성 / 페로브 스카이트 태양 전지Select one or more metals from Ag, Pd, Au, Cu, Cr, Co, Ti, Al, Pt, Fe, Cd, In, and Mg and select one from vacuum thermal evaporation, plating, sputtering, electron beam evaporation, and screen printing. select ways to ⑦ WS 2 by depositing a metal thin film on the hole transport layer ⑦ WS 2, a hole transport layer on the ⑧ claim configure the second metal electrode layer - more sun increases the sun light than conventional perovskite solar By absorbing light, it separates the generated charge into holes and electrons without energy to produce current, and it has excellent corrosion resistance to make it more durable, and more electrical conductivity, heat dissipation, heat resistance, chemical resistance, strength, abrasion resistance, etc. It has excellent electromagnetic wave shielding function and is configured to move holes more stably to solve the problems of the existing perovskite solar cell, and it has corrosion resistance and high light absorbency composed of a more efficient perovskite solar cell. Lobe skyt solar cells
Claims (1)
유리나 PET 필름, PEN 필름, PI 필름, PC 필름, PP 필름, TAC 필름, PES 필름 중에서 1가지를 선택하여 ① 기판을 구성하는 1단계
2단계: ② 그래핀·CNT 제1 투명 전극층 구성 단계
그래핀과 CNT(탄소 나노 튜브)를 혼합시켜서 구성한 그래핀·CNT를 용매에 첨가하고 교반 및 초음파로 분산시켜서 구성한 그래핀·CNT 용액을 ① 기판 위에 코팅하고 건조시켜서 ① 기판 위에 그래핀·CNT 코팅막을 코팅시켜서 ① 기판 위에 ② 그래핀·CNT 제1 투명 전극층을 구성하는 2단계
3단계: ③ MoS2 전자 전달층 구성 단계.
1) 나노 시트나 나노 분말로 구성된 MoS2(이황화 몰리브덴)을 용매에 첨가하고 교반 및 초음파로 분산시켜서 구성한 MoS2 용액을 ② 그래핀·CNT 제1 투명 전극층 위에 코팅하고 건조시키거나 (MoS2 용액 코팅법)이나 2) MoS2을 스퍼터링법이나 전자빔 증착법으로 ② 그래핀·CNT 제1 투명 전극층 위에 MoS2 코팅막을 코팅시켜서 ② 그래핀·CNT 제1 투명 전극층 위에 ③ MoS2 전자 전달층을 구성하는 3단계
4단계: ④ 은나노(와이어)산란층 구성 단계
은나노나 은나노 와이어 중에서 1가지 이상을 선택하여 구성한 은나노(와이어)를 용매에 첨가 교반하여 분산시켜 구성한 은나노(와이어)용액을 ③ MoS2 전자 전달층 위에 코팅하고 건조시켜서 ③ MoS2 전자 전달층 위에 은나노(와이어) 코팅막을 코팅시켜서 ③ MoS2 전자 전달층 위에 ④ 은나노(와이어)산란층을 구성하는 4단계.
5단계: ⑤ 페로브 스카이트 광흡수층 구성 단계.
페로브 스카이트(CH3 NH3 PbI3)를 용매에 첨가하고 교반하여 용해시켜 구성한 페로브 스카이트 용액을 ④ 은나노(와이어)산란층 위에 코팅하고 건조시켜서 ④ 은나노(와이어)산란층 위에 ⑤ 페로브 스카이트 광흡수층을 구성하는 5단계
6단계: ⑥ MoS2 부식 방지층 구성 단계
1) 3단계 1)에서 구성한 MoS2 용액을 ⑤ 페로브 스카이트 광흡수층 위에 코팅하고 건조시키거나 (MoS2 용액 코팅법) 또는
2) 나노 시트나 나노 분말로 구성된 MoS2을 스퍼터링법이나 전자빔 증착법으로 ⑤ 페로브 스카이트 광흡수층 위에 MoS2 코팅막을 코팅시켜서 ⑤ 페로브 스카이트 광흡수층 위에 ⑥ MoS2 부식 방지층을 구성하는 6단계
7단계: ⑦ WS2 정공 전달층 구성 단계
1) 나노 시트나 나노 분말로 구성된 WS2(이황화 텅스텐)을 용매에 첨가 교반 및 초음파로 분산시켜 구성한 WS2 용액을 ⑥ MoS2 부식 방지층 위에 코팅하여 건조시키거나 (WS2 용액 코팅법) 또는 2) WS2을 스퍼터링법이나 전자빔 증착법으로 ⑥ MoS2 부식 방지층 위에 WS2 코팅막을 코팅시켜서 ⑥ MoS2 부식 방지층 위에 ⑦ WS2 정공 전달층을 구성하는 7단계
8단계: ⑧ 제2 금속 전극층 구성 단계.
Ag, Pd, Au, Cu, Cr, Co, Ti, Al, Pt, Fe, Cd, In, Mg 중에서 1가지 이상의 금속을 선택하여 진공 열증착법이나 도금법, 스퍼터링법, 전자빔 증착법, 스크린 인쇄법 중에서 1가지 방법을 선택하여 ⑦ WS2 정공 전달층 위에 금속 박막을 증착시켜서 ⑦ WS2 정공 전달층 위에 ⑧ 제2 금속 전극층을 구성하는 8단계.
위에서 서술한 1단계 ~ 8단계 제조 공정을 거쳐서 ① 기판 ② 그래핀·CNT 제1 투명 전극층 ③ MoS2 전자 전달층 ④ 은나노(와이어)산란층 ⑤ 페로브 스카이트 광흡수층 ⑥ MoS2 부식 방지층 ⑦ WS2 정공 전달층 ⑧ 제2 금속 전극층으로 구성하여 보다 효능적인 페로브 스카이트 태양 전지로 구성한 내식 및 고광흡수성 / 페로브 스카이트 태양 전지Step 1: ① Board configuration step.
Select one of glass or PET film, PEN film, PI film, PC film, PP film, TAC film, and PES film ① Step 1 of configuring the substrate
Step 2: ② Graphene·CNT first transparent electrode layer construction step
Graphene·CNT, composed by mixing graphene and CNT (carbon nanotubes), is added to a solvent, and a graphene·CNT solution composed by stirring and dispersing with ultrasonic waves is ① coated on the substrate and dried. ① Graphene·CNT coating film on the substrate 2nd step of forming the first transparent electrode layer of ① on the substrate ② graphene·CNT by coating
Step 3: ③ MoS 2 electron transport layer construction step.
1) MoS 2 (molybdenum disulfide) composed of nanosheets or nano powders is added to the solvent, stirred and dispersed by ultrasonic waves, and a MoS 2 solution composed of ② coated on the first transparent electrode layer of graphene and CNT and dried (MoS 2 solution) Coating method) or 2) MoS 2 by sputtering method or electron beam evaporation method ② By coating a MoS 2 coating film on the first transparent electrode layer of graphene and CNT ② On the first transparent electrode layer of graphene and CNT ③ MoS 2 electron transport layer Step 3
Step 4: ④ Silver nano (wire) scattering layer construction step
Silver nano (wire) solution composed of silver nano (wire) composed of silver nano or silver nano wire selected and dispersed in a solvent ③ coated on the MoS 2 electron transport layer and dried ③ Silver nano on the MoS 2 electron transport layer (Wire) 4 steps of forming a ④ silver nano (wire) scattering layer on top of ③ MoS 2 electron transport layer by coating a coating film.
Step 5: ⑤ Perovskite light absorption layer construction step.
Perovskite (CH 3 NH 3 PbI 3 ) was added to the solvent and stirred to dissolve the resulting perovskite solution ④ coated on the silver nano (wire) scattering layer and dried ④ on the silver nano (wire) scattering layer. Five steps to construct the lobe skyt light absorbing layer
Step 6: ⑥ MoS 2 corrosion protection layer construction step
1) Coat the MoS 2 solution constructed in step 3 1) on the ⑤ perovskite light absorption layer and dry it (MoS 2 solution coating method) or
2) MoS 2 composed of nanosheets or nano powders by sputtering or electron beam evaporation ⑤ by coating a MoS 2 coating on the perovskite light absorbing layer ⑤ on the perovskite light absorbing layer ⑥ 6 steps of forming a MoS 2 corrosion protection layer
Step 7: ⑦ WS 2 hole transport layer construction step
1) Add WS 2 (tungsten disulfide) composed of nanosheets or nano powders to a solvent, stir and disperse by ultrasonic waves. ⑥ Coat and dry the WS 2 solution on the MoS 2 corrosion protection layer (WS 2 solution coating method) or 2 ) the WS 2, by sputtering or electron beam evaporation ⑥ by coating the WS 2 coating layer on MoS 2 anti-corrosion layer ⑥ step 7 constituting the MoS 2 ⑦ anti-corrosion layer on the hole transport layer WS 2
Step 8: ⑧ Second metal electrode layer construction step.
Select one or more metals from Ag, Pd, Au, Cu, Cr, Co, Ti, Al, Pt, Fe, Cd, In, and Mg and select one from vacuum thermal evaporation, plating, sputtering, electron beam evaporation, and screen printing select ways to ⑦ WS 2 by depositing a metal thin film on the hole transport layer ⑦ ⑧ WS 2, a hole transport layer on the eighth step constituting the second metal electrode layer.
Through the manufacturing process of steps 1 to 8 described above ① Substrate ② Graphene·CNT 1st transparent electrode layer ③ MoS 2 electron transfer layer ④ Silver nano (wire) scattering layer ⑤ Perovskite light absorption layer ⑥ MoS 2 Corrosion prevention layer ⑦ WS 2 Hole transport layer ⑧ Corrosion resistance and high light absorption / perovskite solar cell composed of a more efficient perovskite solar cell composed of a second metal electrode layer
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