KR102260293B1 - 페로브스카이트 태양전지 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
투명 기판; 상기 투명 기판 상에 형성된 전자 수송층; 상기 전자 수송층 상에 형성된 페로브스카이트 광흡수층; 상기 광흡수층 상에 분산된 양자점 페로브스카이트 층; 상기 양자점 페로브스카이트 층 상에 형성된 정공 수송층; 및 상기 정공 수송층 상에 형성된 전극을 포함하는, 페로브스카이트 태양전지를 제공한다.
Description
본원은 페로브스카이트 태양전지 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
페로브스카이트 태양전지는 페로브스카이트 구조를 가진 물질을 광흡수체로 사용하는 태양전지 소자로서, 광전 변환 효율이 높고 제조 비용이 저렴하며 저온 공정 및 저가의 용액 공정이 가능하다는 장점 등 기존 차세대 태양전지에 요구되는 대부분의 특성을 가지고 있어 실리콘 태양전지를 대체할 차세대 태양전지로 각광받고 있다.
최근에는 페로브스카이트 태양전지의 광전 변환 효율을 향상시키기 위한 연구가 활발하다. 이론적 효율인 30% 이상의 효율을 달성하기 위해서는 이종접합 소재들 간의 계면을 효과적으로 제어하는 기술이 필요한 상황이다. 페로브스카이트 태양전지에서 가장 우수한 구조는 n-i-p 구조로 알려져 있으며 이 구조에서 효율을 향상시키기 위해서 전자전달층과 페로브스카이트의 계면, 페로브스카이트의 결정립 제어 등의 연구들이 진행되어 왔다. 반면, 정공전달층과의 계면에 대해서는 안정성 및 성능 향상에 대한 연구가 미흡하다. 이에 따라, 기존의 성능의 한계를 개선하고, 안정성을 향상시킬 수 있는 페로브스카이트 태양전지에 대한 추가적인 연구가 필요한 상황이다.
대한민국 공개특허 제 10-2019-0083957 호는 향상된 효율 및 안정성을 갖는 페로브스카이트 태양전지에 대하여 개시하고 있으나, 페로브스카이트 태양전지의 구조 중 단지 광흡수층의 성능을 향상시키는 방법에 대해 개시하고 있어 상술한 한계점을 극복하기에는 부족하다.
이에, 페로브스카이트 태양전지 구조 상의 계면을 제어함으로써 성능 및 안정성을 향상시킬 수 있는 기술에 대한 연구가 요구된다.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 페로브스카이트 태양전지 및 이의 제조방법을 제공한다.
다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제 1 측면은, 투명 기판; 상기 투명 기판 상에 형성된 전자 수송층; 상기 전자 수송층 상에 형성된 페로브스카이트 광흡수층; 상기 광흡수층 상에 분산된 양자점 페로브스카이트 층; 상기 양자점 페로브스카이트 층 상에 형성된 정공 수송층; 및 상기 정공 수송층 상에 형성된 전극을 포함하는, 페로브스카이트 태양전지를 제공한다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 양자점 페로브스카이트는 상기 광흡수층의 표면적을 증가시키는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 양자점 페로브스카이트는 소수성을 가지는 리간드 및 친수성을 가지는 리간드를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 페로브스카이트 광흡수층 및 상기 양자점 페로브스카이트 층은 동일 또는 상이한 페로브스카이트 물질을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 페로브스카이트 광흡수층 및 상기 양자점 페로브스카이트 층은 각각 독립적으로 하기 화학식 1 로서 표시되는 페로브스카이트 물질을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다
[화학식 1]
RMX3
(상기 화학식 1에서, 상기 R 은 알칼리금속, C1-24 의 치환된 또는 비치환된 알킬기이고, 상기 R 이 치환된 경우, 그 치환기는 아미노기, 수산화기, 시아노기, 할로겐기, 니트로기 또는 메톡시기이고, 상기 M 은 Pb, Sn, Ge, Cu, Ni, Co, Fe, Mn, Cr, Pd, Cd, Yb, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속 양이온을 포함하는 것이고, 상기 X 는 할라이드 음이온 또는 칼코게나이드 음이온을 포함하는 것임).
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 투명 기판은 FTO, ITO, IZO, ZnO-Ga2O3, ZnO-Al2O3, SnO2-Sb2O3, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 전자 수송층은 TiO2, ZrO, Al2O3, SnO2, ZnO, WO3, Nb2O5, TiSrO3, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 정공 수송층은 Spiro-OMeTAD, PEDOT:PSS, G-PEDOT, PANI:PSS, PANI:CSA, PDBT, P3HT, PCPDTBT, PCDTBT, PTAA, MoO3, V2O5, NiO, WO3, CuI, CuSCN, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 전극은 Au, Ag, Pt, Ni, Cu, In, Ru, Pd, Rh, Mo, Ir, Os, C, 전도성 고분자, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 제 2 측면은, 투명 기판 상에 전자 수송층을 형성하는 단계; 상기 전자 수송층 상에 페로브스카이트 광흡수층을 형성하는 단계; 상기 광흡수층 상에 양자점 페로브스카이트 층을 형성하는 단계; 상기 양자점 페로브스카이트 상에 정공 수송층을 형성하는 단계; 및 상기 정공 수송층 상에 전극을 형성하는 단계; 를 포함하는, 페로브스카이트 태양전지의 제조 방법을 제공한다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 양자점 페로브스카이트 층을 형성하는 단계는 상기 양자점 페로브스카이트 용액을 상기 광흡수층 상에 도포하여 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 양자점 페로브스카이트 용액은 ZnBr2, ZnI2, ZnCl2, LiF, NaF, KF, BeF2, MgF2, CaF2, SrF2, CuF, AgF, AuF, ZnF2, CdF2, HgF2, AlF3, GaF3, InF3, SnF2, PbF2, LiCl, NaCl, KCl, BeCl2, MgCl2, CaCl2, SrCl2, CuCl, AgCl, AuCl, ZnCl2, CdCl2, HgCl2, AlCl3, GaCl3, InCl3, SnCl2, PbCl2, LiBr, NaBr, KBr, BeBr2, MgBr2, CaBr2, SrBr2, CuBr, AgBr, AuBr, ZnBr2, CdBr2, HgBr2, AlBr3, GaBr3, InBr3, SnBr2, PbBr2, LiI, NaI, KI, BeI2, MgI2, CaI2, SrI2, CuI, AgI, AuI, ZnI2, CdI2, HgI2, AlI3, GaI3, InI3, SnI2, PbI2, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 화합물을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 양자점 페로브스카이트 층은 스핀코팅, 바코팅, 잉크젯 프린팅, 노즐 프린팅, 스프레이 코팅, 슬롯다이코팅, 그라비아 프린팅, 스크린 프린팅, 전기수력학적 제트 프린팅, 전기분무, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 방법에 의해 상기 광흡수층 상에 형성되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 광흡수층은 100℃ 내지 200℃ 의 열처리를 추가 수행하여 형성되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 정공 수송층은 Spiro-OMeTAD, PEDOT:PSS, G-PEDOT, PANI:PSS, PANI:CSA, PDBT, P3HT, PCPDTBT, PCDTBT, PTAA, MoO3, V2O5, NiO, WO3, CuI, CuSCN, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 전극은 Au, Ag, Pt, Ni, Cu, In, Ru, Pd, Rh, Mo, Ir, Os, C, 전도성 고분자, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.
본원에 따른 페로브스카이트 태양전지는 페로브스카이트 광흡수층 및 정공 수송층 사이에 양자점 페로브스카이트 층을 포함함으로써, 종래의 페로브스카이트 태양전지에 비하여 안정성 및 성능이 향상된 페로브스카이트 태양전지를 제공한다.
본원에 따른 페로브스카이트 태양전지의 페로브스카이트 광흡수층 상에는 양자점 페로브스카이트가 분산되어 있고, 상기 양자점 페로브스카이트는 다수의 결정들을 포함하고 있어 상기 광흡수층의 표면에 미세 돌기를 형성하며, 광흡수층의 표면적을 증가시킬 수 있다.
상기 광흡수층의 표면이 돌기를 포함함에 따라 요철구조와 같은 미세 구조를 가지게 되고, 이에 따라 상기 광흡수층 상에 정공 수송층을 용이하게 접합(junction)시킬 수 있다.
이에, 본원에 따른 페로브스카이트 태양전지는 이종 접합 소재 간의 계면 특성을 향상 시킬 수 있다.
본원에 따른 페로브스카이트 태양전지는 친수성 및 소수성 리간드를 포함하고 있는 양자점 페로브스카이트가 페로브스카이트 광흡수층 박막 상에 형성되어 페시베이션 효과로 인해 페로브스카이트 태양전지의 결함을 제어하여 효율 및 안정성을 향상시킬 수 있고, 별도의 패시베이션(passivation) 층을 필요로 하지 않는다.
다만, 본원에서 얻을 수 있는 효과는 상기된 바와 같은 효과들로 한정되지 않으며, 또 다른 효과들이 존재할 수 있다.
도 1 은 본원의 일 구현예에 따른 페로브스카이트 태양전지의 모식도이다.
도 2 는 본원의 일 구현예에 따른 페로브스카이트 태양전지의 제조 방법에 대한 순서도이다.
도 3 은 본원의 일 실시예에 따른 페로브스카이트 태양전지의 제조에 사용된 양자점 페로브스카이트(QD-CsPbBr3) 용액의 사진이다.
도 4 는 본원의 일 실시예에 따른 페로브스카이트 태양전지의 제조에 사용된 양자점 페로브스카이트 용액(QD-CsPbBr3)의 광학적 분석 결과이다.
도 5 는 본원의 일 실시예에 따른 페로브스카이트 태양전지에 포함된 양자점 페로브스카이트 층에 대한 SEM 이미지이다.
도 6 은 본원의 일 실시예에 따른 페로브스카이트 태양전지의 제조에 사용된 양자점 페로브스카이트(QD-CsPbI3) 용액의 사진이다.
도 7 은 본원의 일 실시예에 따른 페로브스카이트 태양전지의 제조에 사용된 양자점 페로브스카이트(QD-CsPbI3) 용액의 광학적 분석 결과이다.
도 8 은 본원의 일 실시예에 따른 페로브스카이트 태양전지에 포함된 양자점 페로브스카이트 층에 대한 SEM 이미지이다.
도 9 는 본원의 실시예 및 비교예에 따른 페로브스카이트 태양전지에 포함된 광흡수층의 광학적 특성 분석 결과이다.
도 10 은 본원의 실시예 및 비교예에 따른 페로브스카이트 태양전지에 포함된 광흡수층의 광학적 특성 분석 결과이다.
도 11 은 본원의 실시예 및 비교예에 따라 제조된 페로브스카이트 태양전지의 전류-전압 특성 비교 곡선이다.
도 12 은 본원의 실시예 및 비교예에 따라 제조된 페로브스카이트 태양전지의 전류-전압 특성 비교표이다.
도 13 은 본원의 실시예 및 비교예에 따라 제조된 페로브스카이트 태양전지의 안정성을 비교한 표준화된 효율(Normalized PCE) 곡선이다.
도 14 는 본원의 일 비교예에 따라 제조된 페로브스카이트 태양전지에 포함된 페로브스카이트 광흡수층의 SEM 이미지이다.
도 2 는 본원의 일 구현예에 따른 페로브스카이트 태양전지의 제조 방법에 대한 순서도이다.
도 3 은 본원의 일 실시예에 따른 페로브스카이트 태양전지의 제조에 사용된 양자점 페로브스카이트(QD-CsPbBr3) 용액의 사진이다.
도 4 는 본원의 일 실시예에 따른 페로브스카이트 태양전지의 제조에 사용된 양자점 페로브스카이트 용액(QD-CsPbBr3)의 광학적 분석 결과이다.
도 5 는 본원의 일 실시예에 따른 페로브스카이트 태양전지에 포함된 양자점 페로브스카이트 층에 대한 SEM 이미지이다.
도 6 은 본원의 일 실시예에 따른 페로브스카이트 태양전지의 제조에 사용된 양자점 페로브스카이트(QD-CsPbI3) 용액의 사진이다.
도 7 은 본원의 일 실시예에 따른 페로브스카이트 태양전지의 제조에 사용된 양자점 페로브스카이트(QD-CsPbI3) 용액의 광학적 분석 결과이다.
도 8 은 본원의 일 실시예에 따른 페로브스카이트 태양전지에 포함된 양자점 페로브스카이트 층에 대한 SEM 이미지이다.
도 9 는 본원의 실시예 및 비교예에 따른 페로브스카이트 태양전지에 포함된 광흡수층의 광학적 특성 분석 결과이다.
도 10 은 본원의 실시예 및 비교예에 따른 페로브스카이트 태양전지에 포함된 광흡수층의 광학적 특성 분석 결과이다.
도 11 은 본원의 실시예 및 비교예에 따라 제조된 페로브스카이트 태양전지의 전류-전압 특성 비교 곡선이다.
도 12 은 본원의 실시예 및 비교예에 따라 제조된 페로브스카이트 태양전지의 전류-전압 특성 비교표이다.
도 13 은 본원의 실시예 및 비교예에 따라 제조된 페로브스카이트 태양전지의 안정성을 비교한 표준화된 효율(Normalized PCE) 곡선이다.
도 14 는 본원의 일 비교예에 따라 제조된 페로브스카이트 태양전지에 포함된 페로브스카이트 광흡수층의 SEM 이미지이다.
아래에서는 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.
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.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 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. 또한, 본원 명세서 전체에서, "~ 하는 단계" 또는 "~의 단계"는 "~를 위한 단계"를 의미하지 않는다.
본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합"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.
본원 명세서 전체에서, "A 및/또는 B" 의 기재는, "A, B, 또는, A 및 B" 를 의미한다.
이하, 본원의 페로브스카이트 태양전지에 대하여 구현예 및 실시예와 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본원이 이러한 구현예 및 실시예와 도면에 제한되는 것은 아니다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제 1 측면은, 투명 기판; 상기 투명 기판 상에 형성된 전자 수송층; 상기 전자 수송층 상에 형성된 페로브스카이트 광흡수층; 상기 광흡수층 상에 분산된 양자점 페로브스카이트 층; 상기 양자점 페로브스카이트 층 상에 형성된 정공 수송층; 및 상기 정공 수송층 상에 형성된 전극을 포함하는, 페로브스카이트 태양전지를 제공한다.
도 1 은 본원의 일 구현예에 따른 페로브스카이트 태양전지의 모식도이다.
본원에 따른 페로브스카이트 태양전지는 투명 기판(100)을 포함할 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 투명 기판(100)은 FTO, ITO, IZO, ZnO-Ga2O3, ZnO-Al2O3, SnO2-Sb2O3, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는, 상기 투명 기판(100)은 FTO일 수 있다.
상기 투명 기판(100)은 전도성을 가지는 물질을 포함할 수 있고, 본원에 따른 페로브스카이트 태양전지 상에서 전극기판의 역할을 할 수 있다.
상기 투명 기판(100) 상에는 전자 수송층(200)이 형성되어 있을 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 전자 수송층(200)은 TiO2, ZrO, Al2O3, SnO2, ZnO, WO3, Nb2O5, TiSrO3, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는 상기 전자 수송층(200) 은 TiO2 일 수 있다.
상기 전자 수송층(200) 상에는 페로브스카이트 광흡수층(300)이 형성되어 있고, 상기 페로브스카이트 광흡수층(300) 상에는 양자점 페로브스카이트 층(400)이 분산되어 있을 수 있다.
물질의 크기가 나노 단위로 축소되면서 전기적, 광학적 성질이 크게 변화하게 되는데, 이러한 반도체 입자를 양자점(Quantum dot, QD)이라고 한다. 구체적으로 물질의 종류를 달리하는 것이 아닌 입자의 크기를 조절하여 양자점을 형성함으로써 방출 및 흡수 가능한 광의 파장 및 진동수를 효율적으로 조절할 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 양자점 페로브스카이트는 소수성을 가지는 리간드 및 친수성을 가지는 리간드를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 리간드의 종류에 따라 상기 양자점 페로브스카이트 층(400)의 물성이 조절될 수 있다. 이로 인해, 상기 양자점 페로브스카이트 층(400)은 패시베이션 효과를 가지며, 결함을 제어할 수 있고, 안정성이 향상된다.
상기 리간드는 친수성기 및 소수성기를 동시에 포함하는 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 리간드는 올레산(oleic acid) 및/또는 올레일아민(oleylamine)일 수 있다.
상기 친수성을 가지는 리간드에 의해 상기 양자점 페로브스카이트 층(400)과 상기 광흡수층(300)의 결합이 용이하고, 상기 광흡수층(300)의 안정성을 향상시킬 수 있다. 상기 소수성을 가지는 리간드는 수분을 배척하므로 본원에 따른 페로브스카이트 태양전지의 내수성을 향상시킬 수 있다.
본원에 따른 페로브스카이트 태양전지는 상기 광흡수층(300) 상에 상기 양자점 페로브스카이트 층(400)을 분산시킴으로써 별도의 패시베이션 층을 포함하지 않더라도 우수한 흡광도(Absorbance) 및 광 루미네선스(Photo Luminescence, PL) 를 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 페로브스카이트 태양전지는 효율적으로 광을 흡수할 수 있고, 광전 변환 효율이 향상될 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 양자점 페로브스카이트는 상기 광흡수층(300)의 표면적을 증가시키는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 광흡수층(300) 상에는 양자점 페로브스카이트(400)가 분산되어 있고, 상기 양자점 페로브스카이트는 다수의 결정들을 포함하고 있어 상기 광흡수층(300)의 표면에 미세 돌기를 형성하며, 상기 광흡수층(300)의 표면적을 증가시킬 수 있다.
상기 광흡수층(300)의 표면이 돌기를 포함함에 따라 요철구조와 같은 미세 구조를 가지게 되고, 이에 따라 상기 광흡수층(300) 상에 정공 수송층(500)을 용이하게 접합(junction)시킬 수 있다.
구체적으로는, 상기 광흡수층(300) 은 표면 거칠기 값이 매우 낮은 매끄러운 표면을 가지고 있으므로, 일반적으로 상기 광흡수층(300) 상에 상기 정공 수송층(500)을 직접 형성하는 것이 용이하지 않다. 상기 양자점 페로브스카이트 층(400)은 나노 단위 크기의 양자점을 포함하고 있는데, 이러한 양자점 페로브스카이트 층(400) 이 상기 광흡수층(300) 상에 분산되어 있음으로써 표면 거칠기 값이 증가하고 표면적이 증가할 수 있다. 이에 따라, 상기 양자점 페로브스카이트 층(400)이 분산된 광흡수층(300) 상에 상기 정공 수송층(500)을 형성하는 것이 용이하다.
상기 양자점 페로브스카이트 층(400)은 결함을 제어하며, 리간드를 포함하여 안정성을 향상시킬 수 있다. 상기 리간드는 양자점 상에 형성된 것일 수 있으며, 상기 리간드의 종류에 따라 상기 양자점 페로브스카이트 층(400)의 물성이 상이할 수 있다.
본원에 따른 페로브스카이트 태양전지는 상기 양자점 페로브스카이트 층(400)을 포함함으로써, 별도의 패시베이션(passivation) 층을 필요로 하지 않을 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 페로브스카이트 광흡수층(300) 및 상기 양자점 페로브스카이트 층(400)은 각각 독립적으로 하기 화학식 1 로서 표시되는 페로브스카이트 물질을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다
[화학식 1]
RMX3
(상기 화학식 1에서, 상기 R 은 알칼리금속, C1-24 의 치환된 또는 비치환된 알킬기이고, 상기 R 이 치환된 경우, 그 치환기는 아미노기, 수산화기, 시아노기, 할로겐기, 니트로기 또는 메톡시기이고, 상기 M 은 Pb, Sn, Ge, Cu, Ni, Co, Fe, Mn, Cr, Pd, Cd, Yb, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속 양이온을 포함하는 것이고, 상기 X 는 할라이드 음이온 또는 칼코게나이드 음이온을 포함하는 것임).
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 페로브스카이트 광흡수층(300) 및 상기 양자점 페로브스카이트 층(400)은 동일 또는 상이한 페로브스카이트 물질을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는, 상기 광흡수층(300) 은 유무기 페로브스카이트 물질을 포함하고, 상기 양자점 페로브스카이트 층(400)은 예를 들어, CsPbBr3 또는 CsPbI3을 포함할 수 있다.
상기 유무기 페로브스카이트 물질은 예를 들어, RMX3 구조에서 R 위치에 유기 양이온 또는 알칼리 금속 양이온이 위치하게 되고, X 위치에는 할로젠 (Cl, Br, I)이 위치하는 것일 수 있다. 바람직하게는, 상기 유무기 페로브스카이트 물질에 포함된 유기 양이온은 포름아미디늄(CH(NH2)2)일 수 있으며, 메틸암모늄을 추가 포함할 수 있다. 이에 따라, 상온에서 입방정계 상(cubic phase)으로 안정화되며, 1.55 eV 의 밴드갭을 가질 수 있다. 구체적으로는, 상기 유기 양이온의 함유율에 따라 상기 광흡수층(300)의 광흡수 특성이 상이할 수 있다.
상기 양자점 페로브스카이트 층(400) 상에는 상기 정공 수송층(500)이 형성되어 있을 수 있다.
상술한 바와 같이 상기 페로브스카이트 광흡수층(300) 상에 상기 양자점 페로브스카이트 층(400)이 분산되어 있으므로, 이종 소재 간 계면 특성이 향상되어 상기 정공 수송층(500)의 형성이 용이할 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 정공 수송층(500)은 Spiro-OMeTAD, PEDOT:PSS, G-PEDOT, PANI:PSS, PANI:CSA, PDBT, P3HT, PCPDTBT, PCDTBT, PTAA, MoO3, V2O5, NiO, WO3, CuI, CuSCN, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는 상기 정공 수송층(500) 은 Spiro-OMeTAD을 포함할 수 있다.
상기 정공 수송층(500) 상에는 상기 전극(600)이 형성되어 있을 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 전극(600)은 Au, Ag, Pt, Ni, Cu, In, Ru, Pd, Rh, Mo, Ir, Os, C, 전도성 고분자, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는 상기 전극(600)은 Au 일 수 있다.
본원의 제 2 측면은, 투명 기판(100) 상에 전자 수송층(200)을 형성하는 단계; 상기 전자 수송층(200) 상에 페로브스카이트 광흡수층(300)을 형성하는 단계; 상기 광흡수층(300) 상에 양자점 페로브스카이트 층(400)을 형성하는 단계; 상기 양자점 페로브스카이트 층(400) 상에 정공 수송층(500)을 형성하는 단계; 및 상기 정공 수송층(500) 상에 전극(600)을 형성하는 단계; 를 포함하는, 페로브스카이트 태양전지의 제조 방법을 제공한다.
본원의 제 2 측면에 따른 페로브스카이트 태양전지의 제조 방법에 대하여, 본원의 제 1 측면과 중복되는 부분들에 대해서는 상세한 설명을 생략하였으나, 그 설명이 생략되었더라도 본원의 제 1 측면에 기재된 내용은 본원의 제 2 측면에 동일하게 적용될 수 있다.
도 2 는 본원의 일 구현예에 따른 페로브스카이트 태양전지의 제조 방법에 대한 순서도이다.
페로브스카이트 태양전지를 제조하기 위해, 먼저 상기 투명 기판(100) 상에 상기 전자 수송층(200)을 형성한다 (S100).
이어서, 상기 전자 수송층(200) 상에 상기 페로브스카이트 광흡수층(300)을 형성한다 (S200).
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 광흡수층(300)은 스핀코팅, 바코팅, 잉크젯 프린팅, 노즐 프린팅, 스프레이 코팅, 슬롯다이코팅, 그라비아 프린팅, 스크린 프린팅, 전기수력학적 제트 프린팅, 전기분무, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 방법에 의해 형성되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는 상기 페로브스카이트 광흡수층(300)은 스핀코팅에 의해 상기 전자 수송층(200) 상에 형성될 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 광흡수층(300)은 100℃ 내지 200℃ 의 열처리를 추가 수행하여 형성되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는, 상기 광흡수층(300)은 150℃ 의 온도로 열처리하여 형성될 수 있다.
이어서, 상기 페로브스카이트 광흡수층(300) 상에 상기 양자점 페로브스카이트 층(400)을 형성한다 (S300).
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 양자점 페로브스카이트 층(400)을 형성하는 단계는 상기 양자점 페로브스카이트 용액을 상기 기판(100) 상에 도포하여 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원에 따른 페로브스카이트 태양전지의 제조 방법은 용액 공정을 이용함으로써 양자점 페로브스카이트 층(400)을 균일하고 빠르게 형성할 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 양자점 페로브스카이트 층(400)은 스핀코팅, 바코팅, 잉크젯 프린팅, 노즐 프린팅, 스프레이 코팅, 슬롯다이코팅, 그라비아 프린팅, 스크린 프린팅, 전기수력학적 제트 프린팅, 전기분무, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 방법에 의해 상기 광흡수층(300) 상에 형성되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는 상기 양자점 페로브스카이트 층(400) 은 스핀코팅에 의해 상기 광흡수층(300) 상에 형성될 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 양자점 페로브스카이트 용액은 ZnBr2, ZnI2, ZnCl2, LiF, NaF, KF, BeF2, MgF2, CaF2, SrF2, CuF, AgF, AuF, ZnF2, CdF2, HgF2, AlF3, GaF3, InF3, SnF2, PbF2, LiCl, NaCl, KCl, BeCl2, MgCl2, CaCl2, SrCl2, CuCl, AgCl, AuCl, ZnCl2, CdCl2, HgCl2, AlCl3, GaCl3, InCl3, SnCl2, PbCl2, LiBr, NaBr, KBr, BeBr2, MgBr2, CaBr2, SrBr2, CuBr, AgBr, AuBr, ZnBr2, CdBr2, HgBr2, AlBr3, GaBr3, InBr3, SnBr2, PbBr2, LiI, NaI, KI, BeI2, MgI2, CaI2, SrI2, CuI, AgI, AuI, ZnI2, CdI2, HgI2, AlI3, GaI3, InI3, SnI2, PbI2, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 화합물을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는 예를 들어 양자점 페로브스카이트 층(400) 이 페로브스카이트 물질로서 CsPbBr3 를 포함하는 경우 상기 용액 상에 ZnBr2 가 함께 포함될 수 있다. 또한, 예를 들어 양자점 페로브스카이트 층(400) 이 페로브스카이트 물질로서 CsPbI3 를 포함하는 경우 상기 용액 상에 ZnI2 가 함께 포함될 수 있다. 이에 따라, 상기 용액을 이용하여 제조되는 상기 양자점 페로브스카이트층은 안정성 및 효율이 향상된다.
이어서, 상기 양자점 페로브스카이트 층(400) 상에 상기 정공 수송층(500)을 형성한다 (S400).
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 정공 수송층은 Spiro-OMeTAD, PEDOT:PSS, G-PEDOT, PANI:PSS, PANI:CSA, PDBT, P3HT, PCPDTBT, PCDTBT, PTAA, MoO3, V2O5, NiO, WO3, CuI, CuSCN, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는 상기 정공 수송층(500)은 Spiro-OMeTAD 을 포함한다.
이후, 상기 정공 수송층(500) 상에 상기 전극(600)을 형성한다 (S500).
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 전극(600)은 Au, Ag, Pt, Ni, Cu, In, Ru, Pd, Rh, Mo, Ir, Os, C, 전도성 고분자, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는, 상기 전극(600)은 Au 를 포함한다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 본원의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.
[실시예 1]
시판되는 유리 기판 상에 70℃ 에서 45 분간 0.165 M 의 TiCl4 용액으로 화학 용액 침착(Chemical bath deposition)을 수행하여 매우 얇은 박막을 형성한 후, 150℃ 에서 60 분간 열처리하여 금속 산화물 전자 수송층을 형성하였다. 이후, 1.6 M 의 (FAPbI3)0.83(MAPbBr3)0.12(CsPbI3)0.05 의 조성을 가지는 용액을 형성하기 위하여 각 조성 물질을 DMF:DMSO (7:3, v/v) 에 용해시켜 페로브스카이트 광흡수층 전구체 용액을 준비하였다.
올레산 세슘(Cs-oleate) 전구체와 올레암모늄(Oleylammonium) 및 올레산에 의해 패시베이션된 PbBr3 전구체를 혼합하여 표면 처리되지 않은 CsPbBr3 나노결정을 합성하였다. 이후, 상기 표면이 처리되지 않은 CsPbBr3 나노결정 용액에 ZnBr2 를 일정량 첨가하였다. 합성된 CsPbBr3 나노결정의 침전분리를 통해 반응된 상층액의 용액을 취하여 양자점 페로브스카이트 용액을 준비하였다
1 ml의 클로로벤젠에 Spiro-OMeTAD 72.3 mg 을 용해시켜 Spiro-OMeTAD 용액을 형성하였다. 이후, 250 ml 의 아세토나이트릴에 Li-TFSI 180 mg 를 용해시켜 Li-TFSI 용액을 형성하였다. 상기 Spiro-OMeTAD 용액에 4-터트-뷰틸피리딘 28.8 μl 및 상기 Li-TFSI 용액 17.6 μl 를 용해시켜 정공수송 물질 용액을 준비하였다.
상기 전자수송층 상에 상기 페로브스카이트 전구체 용액에 대하여 5,000 rpm, 30초에서 단일 반용매 스핀코팅 공정 (one-step anti-solvent method)을 수행하였다. 반용매로서 사용된 아니솔 0.5 ml를 20 초에 적하한 후에 150℃ 의 온도 하에서 열처리하여 페로브스카이트 광흡수층을 형성하였다.
상기 광흡수층 상에 양자점 페로브스카이트(QD-CsPbBr3) 용액을 2,000 rpm 으로 30 초간 스핀코팅하여 양자점 페로브스카이트 층을 형성하였다.
상기 양자점 페로브스카이트 층 상에 정공수송 물질 용액을 3000 rpm 으로 30 초간 스핀코팅하여 정공 수송층을 형성하였다.
상기 정공 수송층 상에 금속 전극을 50nm 이상의 두께가 되도록 10 torr 내지 6 torr의 압력하에서 열증착하여 전극을 형성하였다. 이에 따라 최종적으로 페로브스카이트 태양전지가 제조되었다.
도 3 은 본원의 일 실시예에 따른 페로브스카이트 태양전지의 제조에 사용된 양자점 페로브스카이트(QD-CsPbBr3) 용액의 사진이다.
도 4 는 본원의 일 실시예에 따른 페로브스카이트 태양전지의 제조에 사용된 양자점 페로브스카이트(QD-CsPbBr3) 용액의 광학적 분석 결과이다.
도 3 및 4 를 참조하면, 합성된 양자점 페로브스카이트(QD-CsPbBr3) 는 녹색의 형광을 띠는 것을 알 수 있다.
도 5 는 본원의 일 실시예에 따른 페로브스카이트 태양전지에 포함된 양자점 페로브스카이트 층에 대한 SEM 이미지이다.
도 5 를 참조하면, 상기 양자점 페로브스카이트 층이 상기 페로브스카이트 광흡수층 상에 균일하게 형성되었음을 확인할 수 있다.
[실시예 2]
실시예 1 과 동일한 방법으로 제조하되, 올레산 세슘(Cs-oleate) 전구체와 올레암모늄(Oleylammonium) 및 올레산에 의해 패시베이션된 PbI3 전구체를 혼합하여 표면 처리되지 않은 CsPbI3 나노결정을 합성하였다. 이후, 상기 표면이 처리되지 않은 CsPbI3 나노결정 용액에 ZnI2 (금속 할라이드) 물질을 일정량 첨가하였다. 합성된 CsPbI3 나노결정의 침전분리를 통해 반응된 상층액의 용액을 취하여 양자점 페로브스카이트 용액을 준비하여 양자점 페로브스카이트 층을 형성하였다.
도 6 은 본원의 일 실시예에 따른 페로브스카이트 태양전지의 제조에 사용된 양자점 페로브스카이트(QD-CsPbI3) 용액의 사진이다.
도 7 은 본원의 일 실시예에 따른 페로브스카이트 태양전지의 제조에 사용된 양자점 페로브스카이트(QD-CsPbI3) 용액의 광학적 분석 결과이다.
도 6 및 도 7 을 참조하면, 합성된 양자점 페로브스카이트(QD-CsPbI3) 는 적색의 형광을 띠는 것을 알 수 있다.
도 8 은 본원의 일 실시예에 따른 페로브스카이트 태양전지에 포함된 양자점 페로브스카이트 층에 대한 SEM 이미지이다.
도 8 을 참조하면, 상기 양자점 페로브스카이트 층이 상기 페로브스카이트 광흡수층 상에 균일하게 형성되었음을 확인할 수 있다.
[비교예]
실시예 1 또는 실시예 2 와 동일한 방법을 이용하였으나, 양자점 페로브스카이트 층을 제외한 페로브스카이트 태양전지를 제조하였다.
도 9 는 본원의 실시예 및 비교예에 따른 페로브스카이트 태양전지에 포함된 광흡수층의 광학적 특성 분석 결과이다.
도 10 은 본원의 실시예 및 비교예에 따른 페로브스카이트 태양전지에 포함된 광흡수층의 광학적 특성 분석 결과이다.
도 9 및 도 10 에서 PVSK 는 페로브스카이트 광흡수층, CPB 는 QD-CsPbBr3 양자점 페로브스카이트 층, CPI 는 QD-CsPbI3 양자점 페로브스카이트 층을 의미하고, Glass/PVSK 는 본원의 일 비교예에 따라 제조된 페로브스카이트 광흡수층, Glass/PVSK/CPB 는 본원의 실시예 1 에 따라 제조된 양자점 페로브스카이트 층을 포함하는 페로브스카이트 광흡수층, Glass/PVSK/CPI 는 본원의 실시예 2 에 따라 제조된 양자점 페로브스카이트 층을 포함하는 페로브스카이트 광흡수층을 나타낸다. 이를 참조하면, 양자점 페로브스카이트 층으로 인한 향상된 광학적 특성을 알 수 있다.
도 11 은 본원의 실시예 및 비교예에 따라 제조된 페로브스카이트 태양전지의 전류-전압 특성 비교 곡선이다.
도 12 은 본원의 실시예 및 비교예에 따라 제조된 페로브스카이트 태양전지의 전류-전압 특성 비교표이다.
도 11 및 도 12 를 참조하면, 양자점 페로브스카이트 층으로 인한 향상된 태양전지의 전류-전압 특성을 알 수 있다.
도 12 는 페로브스카이트 태양전지의 전류-전압 특성 평가를 수치적으로 표시했으며, 양자점 페로브스카이트 층으로 인하여 단락전류(JSC), 개방전압(VOC), fill factor(FF) 등이 우수한 수치를 보임을 확인할 수 있다. 이를 통해 고효율의 페로브스카이트 태양전지가 구현 가능했음을 알 수 있었다.
도 13 은 본원의 실시예 및 비교예에 따라 제조된 페로브스카이트 태양전지의 안정성을 비교한 표준화된 효율(Normalized PCE) 곡선이다.
도 13 을 참조하면, 양자점 페로브스카이트 층으로 인해 안정성이 향상된 태양전지 특성을 확인할 수 있다.
도 14 는 본원의 일 비교예에 따라 제조된 페로브스카이트 태양전지에 포함된 페로브스카이트 광흡수층의 SEM 이미지이다.
도 5, 도 8, 및 도 14 를 참조하면, 페로브스카이트 광흡수층의 결정립과 결정립계가 양자점 페로브스카이트 층으로 인하여 전체적으로 고르게 패시베이션되며 그 표면적이 증대되여 접합 게면 특성이 우수해짐을 확인할 수 있다.
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 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 투명 기판
200: 전자 수송층
300: 페로브스카이트 광흡수층
400: 양자점 페로브스카이트 층
500: 정공 수송층
600: 전극
200: 전자 수송층
300: 페로브스카이트 광흡수층
400: 양자점 페로브스카이트 층
500: 정공 수송층
600: 전극
Claims (17)
- 투명 기판;
상기 투명 기판 상에 형성된 전자 수송층;
상기 전자 수송층 상에 형성된 페로브스카이트 광흡수층;
상기 광흡수층 상에 분산된 양자점 페로브스카이트 층;
상기 양자점 페로브스카이트 층 상에 형성된 정공 수송층; 및
상기 정공 수송층 상에 형성된 전극을 포함하고,
상기 양자점 페로브스카이트는 다수의 결정들을 포함함으로써 상기 광흡수층의 표면에 미세 돌기를 형성하여 상기 광흡수층의 표면적을 증가시키는 것이고,
상기 양자점 페로브스카이트는 소수성을 가지는 리간드 및 친수성을 가지는 리간드를 포함하는 것인,
페로브스카이트 태양전지.
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 페로브스카이트 광흡수층 및 상기 양자점 페로브스카이트 층은 동일 또는 상이한 페로브스카이트 물질을 포함하는 것인, 페로브스카이트 태양전지.
- 제 4 항에 있어서,
상기 페로브스카이트 광흡수층 및 상기 양자점 페로브스카이트 층은 각각 독립적으로 하기 화학식 1 로서 표시되는 페로브스카이트 물질을 포함하는 것인, 페로브스카이트 태양전지:
[화학식 1]
RMX3
(상기 화학식 1에서,
상기 R 은 알칼리금속, C1-24 의 치환된 또는 비치환된 알킬기이고, 상기 R 이 치환된 경우, 그 치환기는 아미노기, 수산화기, 시아노기, 할로겐기, 니트로기 또는 메톡시기이고,
상기 M 은 Pb, Sn, Ge, Cu, Ni, Co, Fe, Mn, Cr, Pd, Cd, Yb, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속 양이온을 포함하는 것이고,
상기 X 는 할라이드 음이온 또는 칼코게나이드 음이온을 포함하는 것임).
- 제 1 항에 있어서,
상기 투명 기판은 FTO, ITO, IZO, ZnO-Ga2O3, ZnO-Al2O3, SnO2-Sb2O3, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함하는, 페로브스카이트 태양전지.
- 제 1 항에 있어서,
상기 전자 수송층은 TiO2, ZrO, Al2O3, SnO2, ZnO, WO3, Nb2O5, TiSrO3, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함하는, 페로브스카이트 태양전지.
- 제 1 항에 있어서,
상기 정공 수송층은 Spiro-OMeTAD, PEDOT:PSS, G-PEDOT, PANI:PSS, PANI:CSA, PDBT, P3HT, PCPDTBT, PCDTBT, PTAA, MoO3, V2O5, NiO, WO3, CuI, CuSCN, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함하는, 페로브스카이트 태양전지.
- 제 1 항에 있어서,
상기 전극은 Au, Ag, Pt, Ni, Cu, In, Ru, Pd, Rh, Mo, Ir, Os, C, 전도성 고분자, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함하는, 페로브스카이트 태양전지.
- 투명 기판 상에 전자 수송층을 형성하는 단계;
상기 전자 수송층 상에 페로브스카이트 광흡수층을 형성하는 단계;
상기 광흡수층 상에 양자점 페로브스카이트 층을 형성하는 단계;
상기 양자점 페로브스카이트 층 상에 정공 수송층을 형성하는 단계; 및
상기 정공 수송층 상에 전극을 형성하는 단계;
를 포함하고,
상기 양자점 페로브스카이트는 다수의 결정들을 포함함으로써 상기 광흡수층의 표면에 미세 돌기를 형성하여 상기 광흡수층의 표면적을 증가시키는 것이고,
상기 양자점 페로브스카이트는 소수성을 가지는 리간드 및 친수성을 가지는 리간드를 포함하는 것인,
페로브스카이트 태양전지의 제조 방법.
- 제 10 항에 있어서,
상기 양자점 페로브스카이트 층을 형성하는 단계는 양자점 페로브스카이트 용액을 상기 기판 상에 도포하여 수행되는 것인, 페로브스카이트 태양전지의 제조 방법.
- 제 11 항에 있어서,
상기 양자점 페로브스카이트 용액은 ZnBr2, ZnI2, ZnCl2, LiF, NaF, KF, BeF2, MgF2, CaF2, SrF2, CuF, AgF, AuF, ZnF2, CdF2, HgF2, AlF3, GaF3, InF3, SnF2, PbF2, LiCl, NaCl, KCl, BeCl2, MgCl2, CaCl2, SrCl2, CuCl, AgCl, AuCl, ZnCl2, CdCl2, HgCl2, AlCl3, GaCl3, InCl3, SnCl2, PbCl2, LiBr, NaBr, KBr, BeBr2, MgBr2, CaBr2, SrBr2, CuBr, AgBr, AuBr, ZnBr2, CdBr2, HgBr2, AlBr3, GaBr3, InBr3, SnBr2, PbBr2, LiI, NaI, KI, BeI2, MgI2, CaI2, SrI2, CuI, AgI, AuI, ZnI2, CdI2, HgI2, AlI3, GaI3, InI3, SnI2, PbI2, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 화합물을 포함하는, 페로브스카이트 태양전지의 제조 방법.
- 제 10 항에 있어서,
상기 양자점 페로브스카이트 층은 스핀코팅, 바코팅, 잉크젯 프린팅, 노즐 프린팅, 스프레이 코팅, 슬롯다이코팅, 그라비아 프린팅, 스크린 프린팅, 전기수력학적 제트 프린팅, 전기분무, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 방법에 의해 상기 광흡수층 상에 형성되는 것인, 페로브스카이트 태양전지의 제조 방법.
- 제 10 항에 있어서,
상기 광흡수층 및 상기 정공 수송층은 스핀코팅, 바코팅, 잉크젯 프린팅, 노즐 프린팅, 스프레이 코팅, 슬롯다이코팅, 그라비아 프린팅, 스크린 프린팅, 전기수력학적 제트 프린팅, 전기분무, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 방법에 의해 형성되는 것인, 페로브스카이트 태양전지의 제조 방법.
- 제 10 항에 있어서,
상기 광흡수층은 100℃ 내지 200℃ 의 열처리를 추가 수행하여 형성되는 것인, 페로브스카이트 태양전지의 제조 방법.
- 제 10 항에 있어서,
상기 정공 수송층은 Spiro-OMeTAD, PEDOT:PSS, G-PEDOT, PANI:PSS, PANI:CSA, PDBT, P3HT, PCPDTBT, PCDTBT, PTAA, MoO3, V2O5, NiO, WO3, CuI, CuSCN, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함하는, 페로브스카이트 태양전지의 제조 방법.
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상기 전극은 Au, Ag, Pt, Ni, Cu, In, Ru, Pd, Rh, Mo, Ir, Os, C, 전도성 고분자, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함하는, 페로브스카이트 태양전지의 제조 방법.
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
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