KR102267155B1 - 혼합된 듀얼 사이트를 포함하는 페로브스카이트 광전 소자 - Google Patents

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임상혁
홍기하
최용규
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고려대학교 산학협력단
한밭대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 혼합된 듀얼 사이트를 포함하는 페로브스카이트 광전 소자를 개시한다. 본 발명의 실시예에 따른 페로브스카이트 광전 소자는 제1 전극; 상기 제1 전극 상에 형성되는 전자 전달층; 상기 전자 전달층 상에 형성되고, 페로브스카이트 화합물을 포함하는 광 활성층; 상기 광 활성층 상에 형성되는 정공 전달층; 및 상기 정공 전달층 상에 형성되는 제2 전극을 포함하며, 상기 페로브스카이트 화합물의 화학식에서, 상기 A는 1가의 양이온 2개를 포함하고, 상기 X는 1가의 음이온 2개를 포함하는 것을 특징으로 한다.
[화학식]
A3B2X9
(여기서, A는 1가의 양이온, B는 3가의 금속 양이온, X는 1가의 음이온임)

Description

혼합된 듀얼 사이트를 포함하는 페로브스카이트 광전 소자{PEROVSKITE OPTOELECTRONIC DEVICE INCLUDING MIXED DUAL SITES}
본 발명은 혼합된 듀얼 사이트를 포함하는 페로브스카이트 광전 소자에 관한 것이다.
최근 페로브스카이트 태양 전지는 직접 밴드 갭으로 인한 높은 흡수율, 긴 전하 캐리어의 확산 길이, 작은 엑시톤 결합 에너지, 편리한 밴드 갭 조정성 및 용액 가공성과 같은 고유한 특성으로 인해 큰 관심을 받고 있다.
코지마 등(Kojima et al.)에 따르면, 액체 전해질을 이용하는 CH3NH3PbX3(MAPbX3, X=I 또는 Br) 페로브스카이트-감응형 태양 전지를 보고하였으며, 고효율 페로브스카이트 태양전지를 개발하기 위한 집중적인 연구가 다수 진행되었다.
이에 따라, 납(Pb) 기반 페로브스카이트 태양전지는 25% 이상의 기록적인 효율에 도달하였다.
페로브스카이트 태양전지는 플렉서블 태양 전지, 통합 태양광 발전, 차량 통합 태양광 발전 및 휴대용 발전기 등 응용 분야에서 매우 큰 잠재력을 가지고 있으나, 납을 포함하고 있어 인간 친화적인 발전기로 적용하는데 한계가 있다.
이에 따라, 납을 포함하지 않는 페로브스카이트 태양전지의 연구가 진행되었으며, 2가 금속 (Sn 및 Ge) 기반의 페로브스카이트 태양전지가 개발되었다.
그러나, 2가 금속(Sn 및 Ge) 기반의 페로브스카이트 화합물은 공기 중에서 Sn4+ 또는 Ge4+로 빠르게 산화된다는 문제점이 있다.
한국 등록특허공보 제10-1949641호, "페로브스카이트막, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 태양전지" 한국 등록특허공보 제10-1815588호, "페로브스카이트 나노결정입자 및 이를 이용한 광전자 소자"
본 발명의 실시예는 페로브스카이트 화합물에 납 대신 안티모니(Sb) 또는 비스무스(Bi)가 포함되어, 친환경적인 페로브스카이트 광전 소자를 얻을 수 있는 혼합된 듀얼 사이트를 포함하는 페로브스카이트 광전 소자를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예에 따른 페로브스카이트 화합물은 서로 상이한 1가의 음이온을 포함하여 2차원의 층상 구조를 가질 수 있으며, 이에 따라 광 활성층의 전자 및 정공 이동성이 향상되고 0차원의 다이머 구조보다 좁은 밴드 갭을 가질 수 있는 혼합된 듀얼 사이트를 포함하는 페로브스카이트 광전 소자를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예에 따른 페로브스카이트 화합물은 서로 상이한 1가의 양이온을 포함하여 종래 페로브스카이트 화합물보다 좁은 밴드 갭을 가질 수 있는 혼합된 듀얼 사이트를 포함하는 페로브스카이트 광전 소자를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예에 따른 페로브스카이트 화합물은 서로 상이한 1가의 양이온 및 서로 상이한 1가의 음이온을 각각 포함하여, 상온에서 안정적인 2차원 층상 구조의 페로브스카이트 화합물을 가질 수 있는 혼합된 듀얼 사이트를 포함하는 페로브스카이트 광전 소자를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예는 황 또는 셀레늄을 포함하는 광 흡수 보조제를 광 활성층 상에 도포하여 3가의 금속 양이온에 의한 트랩을 제거함으로써 좁은 밴드 갭을 가질 수 있는 혼합된 듀얼 사이트를 포함하는 페로브스카이트 광전 소자를 제공하고자 한다.
본 발명에 따른 페로브스카이트 광전 소자는, 제1 전극; 상기 제1 전극 상에 형성되는 전자 전달층; 상기 전자 전달층 상에 형성되고, 아래의 화학식으로 표시되는 페로브스카이트 화합물을 포함하는 광 활성층;
[화학식]
A3B2X9
(여기서, A는 1가의 양이온, B는 3가의 금속 양이온, X는 1가의 음이온임)
상기 광 활성층 상에 형성되는 정공 전달층; 및 상기 정공 전달층 상에 형성되는 제2 전극을 포함하며, 상기 페로브스카이트 화합물의 화학식에서, 상기 A는 1가의 양이온 2개를 포함하고, 상기 X는 1가의 음이온 2개를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 페로브스카이트 광전 소자에 따르면, 상기 페로브스카이트 화합물은 2차원의 층상 구조일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 페로브스카이트 광전 소자에 따르면, 상기 페로브스카이트 화합물 내 1가의 양이온, 3가의 금속 양이온 및 1가의 음이온 간 결합 길이에 따라 상기 페로브스카이트 화합물의 밴드 갭이 조절될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 페로브스카이트 광전 소자에 따르면, 상기 1가의 양이온은 세슘(Cs), MA(methyl ammonium) 또는 FA(formamidinium)일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 페로브스카이트 광전 소자에 따르면, 상기 3가의 금속 양이온은 안티몬(Sb) 또는 비스무스(Bi)일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 페로브스카이트 광전 소자에 따르면, 상기 1가의 음이온은 요오드(I) 및 염소(Cl)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 페로브스카이트 광전 소자에 따르면, 상기 광 활성층 상에 황(S) 및 셀레늄(Se) 중 어느 하나를 포함하는 광 흡수 보조제가 도포될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 페로브스카이트 광전 소자에 따르면, 상기 페로브스카이트 화합물에 포함된 3가의 금속 양이온과 상기 광 흡수 보조제가 반응하여 금속 황화물이 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 페로브스카이트 광전 소자에 따르면, 상기 광 흡수 보조제는 티오우레아(thiourea), 셀레노우레아(selenourea), 티오아세트아미드(thioacetamide), 셀레노아세트아미드(selenoacetamide) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 페로브스카이트 광전 소자에 따르면, 상기 광 흡수 보조제의 농도는 0.1mM 내지 5M일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 페로브스카이트 화합물에 납 대신 안티모니(Sb) 또는 비스무스(Bi)가 포함되어, 친환경적인 페로브스카이트 광전 소자를 얻을 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 페로브스카이트 화합물은 서로 상이한 1가의 음이온을 포함하여 2차원의 층상 구조를 가질 수 있으며, 이에 따라 광 활성층의 전자 및 정공 이동성이 향상되고 0차원의 다이머 구조보다 좁은 밴드 갭을 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 페로브스카이트 화합물은 서로 상이한 1가의 양이온을 포함하여 종래 페로브스카이트 화합물보다 좁은 밴드 갭을 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 페로브스카이트 화합물은 서로 상이한 1가의 양이온 및 서로 상이한 1가의 음이온을 각각 포함하여, 상온에서 안정적인 2차원 층상 구조의 페로브스카이트 화합물을 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 황 또는 셀레늄을 포함하는 광 흡수 보조제를 광 활성층 상에 도포하여 3가의 금속 양이온에 의한 트랩을 제거함으로써 좁은 밴드 갭을 가질 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 혼합된 듀얼 사이트를 포함하는 페로브스카이트 광전 소자의 구체적인 모습을 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광 활성층에 포함된 페로브스카이트 화합물의 구조를 도시한 모식도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 페로브스카이트 광전 소자의 자외선-가시광선 흡수 스펙트럼(UV-visible absorption spectrum)을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 페로브스카이트 광전 소자의 1가의 양이온 혼합 여부에 따른 용액 에너지(solution energy) 변화를 도시한 그래프이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시예에 따른 페로브스카이트 화합물의 광 흡수 보조제 도포 여부에 대한 SEM(scanning electron microscopy) 이미지이다.
도 6a는 본 발명의 실시예에 따른 페로브스카이트 광전 소자의 광 흡수 보조제 포함 여부에 대한 전압 대비 전류 밀도를 도시한 그래프이며, 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 페로브스카이트 광전 소자의 광 흡수 보조제 포함 여부에 대한 외부양자효율(external quantum efficiency, EQE)을 도시한 그래프이다.
도 7a는 본 발명의 실시예에 따른 페로브스카이트 광전 소자의 듀얼 사이트 혼합 여부에 대한 전압 대비 전류 밀도를 도시한 그래프이며, 도 7b는 페로브스카이트 광전 소자의 듀얼 사이트 혼합 여부에 대한 외부양자효율을 도시한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 페로브스카이트 광전 소자의 광 흡수 보조제 포함 여부에 대한 에너지 전환 효율(power conversion efficiency, PCE)을 도시한 그래프이다.
이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "측면", "예시" 등은 기술된 임의의 양상(aspect) 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되어야 하는 것은 아니다.
또한, '또는'이라는 용어는 배타적 논리합 'exclusive or'이기보다는 포함적인 논리합 'inclusive or'를 의미한다. 즉, 달리 언급되지 않는 한 또는 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 'x가 a 또는 b를 이용한다'라는 표현은 포함적인 자연 순열들(natural inclusive permutations) 중 어느 하나를 의미한다.
또한, 본 명세서 및 청구항들에서 사용되는 단수 표현("a" 또는 "an")은, 달리 언급하지 않는 한 또는 단수 형태에 관한 것이라고 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 일반적으로 "하나 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.
아래 설명에서 사용되는 용어는, 연관되는 기술 분야에서 일반적이고 보편적인 것으로 선택되었으나, 기술의 발달 및/또는 변화, 관례, 기술자의 선호 등에 따라 다른 용어가 있을 수 있다. 따라서, 아래 설명에서 사용되는 용어는 기술적 사상을 한정하는 것으로 이해되어서는 안 되며, 실시예들을 설명하기 위한 예시적 용어로 이해되어야 한다.
또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 설명 부분에서 상세한 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 아래 설명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 의미와 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 이해되어야 한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
한편, 본 발명의 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 혼합된 듀얼 사이트를 포함하는 페로브스카이트 광전 소자의 구체적인 모습을 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 페로브스카이트 광전 소자(100)는 기판 상에 형성된 제1 전극(110), 제1 전극(110) 상에 형성되는 전자 전달층(120), 전자 전달층(120) 상에 형성되고, 페로브스카이트 화합물을 포함하는 광 활성층(130), 광 활성층(130) 상에 형성되는 정공 전달층 및 정공 전달층 상에 형성되는 제2 전극을 포함한다.
상기 기판은 무기물 또는 유기물을 포함하는 기판일 수 있다.
무기물 기판은 유리, 석영(Quartz), Al2O3, SiC, Si, GaAs 또는 InP을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
유기물 기판은 켑톤 호일, 폴리이미드(polyimide, PI), 폴리에테르술폰(polyethersulfone, PES), 폴리아크릴레이트(polyacrylate, PAR), 폴리에테르 이미드(polyetherimide, PEI), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate, PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide, PPS), 폴리아릴레이트(polyarylate), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 셀룰로오스 트리아세테이트(cellulose triacetate, CTA) 및 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate, CAP)로부터 선택되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
무기물 기판 및 유기물 기판은 광이 투과되는 투명한 소재로 이루어지는 것이 더욱 바람직하고, 통상적으로 기판은 전면 전극 상에 위치할 수 있는 기판이면 사용 가능하다. 유기물 기판을 도입하는 경우, 전극의 유연성을 높일 수 있다.
제1 전극(110)은 기판 상에 형성되는 것으로, 페로브스카이트 광전 소자(100)가 인버티드 구조인 경우 양극의 역할을 수행할 수 있다.
예를 들어, 제1 전극(110)은 불소 함유 산화주석(Fluorine doped Tin Oxide, FTO), 인듐 함유 산화주석(Indium doped Tin Oxide, ITO), 알루미늄 함유 산화아연(Al-doped Zinc Oxide, AZO), 인듐 함유 산화아연(Indium doped Zinc Oxide, IZO) 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
바람직하게는, 제1 전극(110)은 광 활성층(130)의 최고 준위 점유 분자궤도(HOMO; highest occupied molecular orbital) 준위로 정공의 주입이 용이하도록 일함수가 크면서 투명한 전극인 ITO를 포함할 수 있다.
제1 전극(110)은 기판 상에 열기상증착(thermal evaporation), 전자빔증착(e-beam evaporation), RF 스퍼터링(Radio Frequency sputtering), 마그네트론 스퍼터링(magnetron sputtering), 진공증착(vacuum deposition) 또는 화학적 증착(chemical vapor deposition) 중 어느 하나의 방법으로 형성될 수 있다.
또한, 제1 전극(110)은 OMO(O=organic(유기물) 또는 metal oxide(금속산화물), M=metal(금속)) 구조의 투명 전도성 전극을 포함할 수 있다.
실시예에 따라서, 제1 전극(110)은 면 저항이 1Ω/cm2 내지 1000Ω/cm2이며, 투과율은 80% 내지 99.9%일 수 있다.
제1 전극(110)의 면 저항이 1Ω/cm2 미만일 경우 투과율이 저하되어 투명 전극으로 사용하기 어렵고, 1000Ω/cm2 초과일 경우 면 저항이 높아 페로브스카이트 광전 소자(100)의 성능이 저하되는 단점이 있다.
또한, 제1 전극(110)의 투과율이 80% 미만일 경우 광 추출이나 빛의 투과가 낮아 페로브스카이트 광전 소자(100)의 성능이 저하되는 단점이 있다.
전자 전달층(120)은 제1 전극(110) 및 광 활성층(130) 사이에 형성되어, 광 활성층(130)과 제1 전극(110) 사이에서 전자를 용이하게 전달할 수 있다.
페로브스카이트 광전 소자(100)가 발광 소자로 사용되는 경우, 전자 전달층(120)은 제2 전극으로부터 주입된 전자를 광 활성층(130)으로 이동시킬 수 있고, 페로브스카이트 광전 소자(100)가 태양전지로 사용되는 경우, 광 활성층(130)에서 생성된 전자가 제1 전극(110)으로 용이하게 전달되도록 할 수 있다.
실시예에 따라서, 전자 전달층(120)은 풀러렌(fullerene, C60), 풀러렌 유도체, 페릴렌(perylene), TPBi(2,2',2"-(1,3,5-benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazole)), PBI(polybenzimidazole) 및 PTCBI(3,4,9,10-perylene-tetracarboxylic bis-benzimidazole), NDI(Naphthalene diimide) 및 이들의 유도체, TiO2, SnO2, ZnO, ZnSnO3, 2,4,6-Tris(3-(pyrimidin-5-yl)phenyl)-1,3,5-triazine, 8-Hydroxyquinolinolato-lithium, 1,3,5-Tris(1-phenyl-1Hbenzimidazol- 2-yl)benzene, 6,6'-Bis[5-(biphenyl-4-yl)-1,3,4-oxadiazo-2-yl]-2,2'-bipyridyl, 4,4'-Bis(4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)biphenyl(BTB), Rb2CO3(Rubidium carbonate), ReO3(Rhenium(VI) oxide) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 풀러렌 유도체는 PCBM ((6,6)-phenyl-C61-butyric acid-methylester) 또는 PCBCR ((6,6)-phenyl-C61-butyric acid cholesteryl ester)일 수 있으나, 상기 물질들에 한정되는 것은 아니다.
실시예에 따라서, 페로브스카이트 광전 소자(100)가 인버티드 구조인 경우 전자 전달층(120)으로 TiO2 계열이나 Al2O3 계열의 다공성 물질이 주로 사용될 수 있다.
광 활성층(130)은 전자 전달층(120) 상에 형성되는 것으로, 아래의 화학식으로 표시되는 페로브스카이트 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식]
A3B2X9
(여기서, A는 1가의 양이온, B는 3가의 금속 양이온, X는 1가의 음이온임)
이때, 상기 페로브스카이트 화합물의 화학식에서 상기 A는 서로 상이한 1가의 양이온 2개를 포함할 수 있으며, 상기 X는 서로 상이한 1가의 음이온을 포함할 수 있다.
상기 화학식으로 표시되는 페로브스카이트 화합물은 0차원의 다이머(dimer) 구조(P63mmc) 또는 2차원의 층상 구조(P3m1)를 가질 수 있다.
그러나, 0차원의 다이머 구조인 페로브스카이트는 간접 밴드 갭(indirect bandgap)을 가져 에너지 전환 효율이 낮다는 문제점이 있다.
따라서, 상기 페로브스카이트 화합물은 상기 A 사이트에 서로 상이한 1가의 양이온을 포함하여 페로브스카이트 화합물의 밴드 갭을 감소시킬 수 있으며, 상기 X 사이트에 서로 상이한 1가의 음이온을 포함하여 상온에서 2차원의 층상 구조를 가질 수 있다.
구체적으로, 상기 A 사이트에 포함되는 서로 상이한 1가의 양이온은 서로 상이한 반지름을 가지는데, 특히 세슘(Cs)과 같이 이온 반지름이 작은 1가의 양이온을 포함하는 경우 종래의 페로브스카이트 화합물보다 상기 페로브스카이트 화합물 내 1가의 양이온, 3가의 금속 양이온 및 1가의 음이온 간 결합 길이가 짧을 수 있다.
따라서, 상기 페로브스카이트 화합물은 1가의 양이온, 3가의 금속 양이온 및 1가의 음이온 간 짧은 결합 길이를 가져 상기 페로브스카이트 화합물의 밴드 갭이 감소할 수 있다.
이하, 도 2를 통해 상기 페로브스카이트 화합물의 구조를 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광 활성층에 포함된 페로브스카이트 화합물의 구조를 도시한 모식도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 페로브스카이트 화합물은 3가의 금속 양이온(320)과 1가의 음이온(330)을 포함하는 팔면체 구조를 가지는 동시에, X 사이트에 서로 상이한 1가의 음이온(330)을 포함하여 큐빅(cubic)이 아닌 헥사고날(hexagonal) 형태의 2차원 층상 구조를 가질 수 있다.
이때 상기 팔면체 구조의 3가의 금속 양이온(320)과 1가의 음이온(330)은 헥사고날 형태의 모서리를 공유할 수 있다.
상기 2차원의 층상 구조를 가지는 본 발명의 실시예에 따른 페로브스카이트 화합물은 직접 밴드 갭(direct bandgap)을 가질 수 있으며, 전자 및 정공 이동성이 향상될 수 있다.
또한, 2차원의 층상 구조의 페로브스카이트 화합물은 0차원의 다이머 구조보다 좁은 밴드 갭 차이를 가질 수 있어, 본 발명의 실시예에 따른 페로브스카이트 광전 소자의 에너지 변환 효율을 향상시킬 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 A는 1가의 유기 양이온, 1가의 무기 양이온 또는 이들의 조합일 수 있다.
상기 A가 유기 양이온일 경우 C1~24의 직쇄 또는 측쇄 알킬, 아민기(-NH3), 수산화기(-OH), 시아노기(-CN), 할로겐기, 니트로기(-NO), 메톡시기(-OCH3) 또는 이미다졸리움기가 치환된 C1~24의 직쇄 또는 측쇄 알킬 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 A가 무기 양이온일 경우 Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+, Fr+, Cu(I)+, Ag(I)+, Au(I)+ 또는 이들의 조합일 수 있다.
상기 A는 바람직하게는 세슘(Cs), MA(methyl ammonium) 또는 FA(formamidinium)일 수 있다.
상기 B는 3가의 금속 양이온으로, 예를 들어 In3+, Bi3+, Co3+, Sb3+, Ni3+, Al3+, Ga3+, Tl3+, Sc3+, Y3+, La3+, Ce3+, Fe3+, Ru3+, Cr3+, V3+, Ti3+ 또는 이들의 조합일 수 있다.
바람직하게는, 상기 B는 페로브스카이트 광전 소자(100)의 친환경성을 부여하기 위해 종래 페로브스카이트 광전 소자(100)에서 사용하였던 납(Pb2+)과 동일한 전자 개수를 가지면서 공기 중에서 안정적인 안티몬(Sb) 또는 비스무스(Bi)일 수 있다.
상기 X는 1가의 음이온으로, Cl- 또는 I-을 포함하는 할로겐 이온이나, BF4 -, PF6 - 및 SCN- 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 요오드(I) 및 염소(Cl)를 포함할 수 있다.
상기 화학식으로 표시되는 페로브스카이트 화합물에서 상기 A는 서로 상이한 1가의 양이온을 포함하고, 상기 X는 서로 상이한 1가의 음이온을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 화학식으로 표시되는 페로브스카이트 화합물은 상기 A 사이트에 FA 및 세슘(Cs)을 포함하고, 상기 X 사이트에 요오드(I) 및 염소(Cl)를 포함할 수 있어 FAxCs3-xSb2I6Cl3(0<x<3)의 화학식으로 표시될 수 있다.
정공 전달층(140)은 광 활성층(130) 상이 형성되는 것으로, 페로브스카이트 광전 소자(100)가 발광 소자로 사용되는 경우, 제2 전극(150)으로부터 주입된 정공을 광 활성층(130)으로 이동시키는 역할을 하고, 페로브스카이트 광전 소자(100)가 태양전지로 사용되는 경우, 광 활성층(130)에서 생성된 정공을 제2 전극(150)으로 용이하게 전달되도록 할 수 있다.
예를 들어, 정공 전달층(140)은 P3HT (poly[3-hexylthiophene]), MDMO-PPV (poly[2-methoxy-5-(3',7'-dimethyloctyloxyl)]-1,4-phenylene vinylene), MEH-PPV (poly[2-methoxy-5-(2''-ethylhexyloxy)-p-phenylene vinylene]), P3OT (poly(3-octyl thiophene)), POT( poly(octyl thiophene)), P3DT (poly(3-decyl thiophene)), P3DDT (poly(3-dodecyl thiophene), PPV (poly(p-phenylene vinylene)), TFB (poly(9,9'-dioctylfluorene-co-N-(4-butylphenyl)diphenyl amine), Polyaniline, Spiro-MeOTAD ([2,22′,7,77′-tetrkis (N,N-dipmethoxyphenylamine)-9,9,9′-spirobi fluorine]), CuSCN, CuI, MoOx, VOx, NiOx, CuOx, PCPDTBT (Poly[2,1,3-benzothiadiazole-4,7-diyl[4,4-bis(2-ethylhexyl-4H- cyclopenta [2,1-b:3,4-b']dithiophene-2,6-diyl]], Si-PCPDTBT (poly[(4,4′-bis(2-ethylhexyl)dithieno[3,2-b:2′,3′-d]silole)-2,6-diyl-alt-(2,1,3-benzothiadiazole)-4,7-diyl]), PBDTTPD (poly((4,8-diethylhexyloxyl) benzo([1,2-b:4,5-b']dithiophene)-2,6-diyl)-alt-((5-octylthieno[3,4-c]pyrrole-4,6-dione)-1,3-diyl)), PFDTBT (poly[2,7-(9-(2-ethylhexyl)-9-hexyl-fluorene)-alt-5,5-(4', 7,-di-2-thienyl-2',1', 3'-benzothiadiazole)]), PFO-DBT (poly[2,7-.9,9-(dioctyl-fluorene)-alt-5,5-(4',7'-di-2-.thienyl-2', 1', 3'-benzothiadiazole)]),PSiFDTBT (poly[(2,7-dioctylsilafluorene)-2,7-diyl-alt-(4,7-bis(2-thienyl)-2,1,3-benzothiadiazole)-5,5′-diyl]), PSBTBT (poly[(4,4′-bis(2-ethylhexyl)dithieno[3,2-b:2′,3′-d]silole)-2,6-diyl-alt-(2,1,3-benzothiadiazole)-4,7-diyl]), PCDTBT (Poly [[9-(1-octylnonyl)-9H-carbazole-2,7-diyl]-2,5-thiophenediyl-2,1,3-benzothiadiazole-4,7-diyl-2,5-thiophenediyl]), PFB (poly(9,9′-dioctylfluorene-co-bis(N,N′-(4,butylphenyl))bis(N,N′-phenyl-1,4-phenylene)diamine), F8BT (poly(9,9′-dioctylfluorene-cobenzothiadiazole), PEDOT (poly(3,4-ethylenedioxythiophene)), PEDOT:PSS, poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate), PTAA (poly(triarylamine)), poly(4-butylphenyldiphenyl-amine), 4,4'-bis[N-(1-naphtyl)-N-phenylamino]-biphenyl (NPD), PFI(perfluorinated ionomer)와 혼합된 PEDOT:PSS비스(N-(1-나프틸-n-페닐))벤지딘(α-NPD), N,N'-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐-벤지딘 (NPB), N,N'-디페닐-N,N'-비스(3-메틸페닐)-1,1'-디페닐-4,4'-디아민 (TPD), 구리 프탈로시아닌(CuPc), 4,4',4"-트리스(3-메틸페닐아미노)트리페닐아민(m-MTDATA), 4,4',4"-트리스(3-메틸페닐아미노)페녹시벤젠(m-MTDAPB), 스타버스트(starburst)형 아민류인 4,4',4"-트리(N-카바졸릴)트리페닐아민(TCTA), 4,4',4"-트리스(N-(2-나프틸)-N-페닐아미노)-트리페닐아민(2-TNATA) 및 이들의 공중합체에서 적어도 하나 이상 선택될 수 있으나, 상기 물질들에 한정되는 것은 아니다.
제2 전극(150)은 정공 전달층(140) 상에 형성되는 것으로, 페로브스카이트 광전 소자(100)가 인버티드 구조인 경우 음극의 역할을 수행할 수 있다.
예를 들어, 제2 전극(150)은 리튬플로라이드/알루미늄(LiF/Al), 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 탄소(C), 황화코발트(CoS), 황화구리(CuS), 산화니켈(NiO) 또는 이들의 혼합물일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제2 전극(150)은 제1 전극에서 설명한 방법과 동일한 방법으로 형성될 수 있으므로 중복 설명은 생략한다.
제2 전극(150)은 광 활성층(130)의 최고준위 점유 분자궤도(HOMO) 준위로 정공의 주입이 용이하도록 낮은 일함수를 가지며, 내부 반사율이 뛰어난 금속류의 전극이 사용될 수 있다.
실시예에 따라서, 광 활성층(130) 상에 황(S) 및 셀레늄(Se) 중 어느 하나를 포함하는 광 흡수 보조제가 도포될 수 있다.
광 흡수 보조제는 황(S) 및 셀레늄(Se) 중 어느 하나를 포함하는 용액으로, 상기 페로브스카이트 화합물에 포함된 3가의 금속 양이온과 반응하여 금속 황화물을 형성할 수 있다.
상기 광 흡수 보조제는 상기 페로브스카이트 화합물에 포함된 3가의 금속 양이온과 반응하여, 3가의 금속 양이온에 의한 트랩(trap)을 제거할 수 있어 상기 페로브스카이트 화합물의 밴드 갭을 더욱 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 광 흡수 보조제에 의해 형성된 상기 금속 황화물은 페로브스카이트 광전 소자(100)가 염료 감응형 태양전지로 사용되는 경우 빛을 흡수할 수 있다.
상기 광 흡수 보조제는 예를 들어 티오우레아(thiourea), 셀레노우레아(selenourea), 티오아세트아미드(thioacetamide), 셀레노아세트아미드(selenoacetamide) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
광 활성층(130)이 FACs2Sb2I6Cl3으로 표시되는 페로브스카이트 화합물을 포함하는 경우, 금속 양이온인 Sb3+에 의해 트랩이 형성될 수 있다.
이때 광 흡수 보조제로 티오우레아를 포함하는 용액을 광 활성층(130) 상에 도포하면, FACs2Sb2I6Cl3에 포함된 Sb3+와 티오우레이가 반응하여 Sb2S3의 금속 황화물을 형성할 수 있다.
이에 따라, 트랩의 원인이 되는 Sb3+를 제거할 수 있어 상기 페로브스카이트 화합물의 밴드 갭을 좁힐 수 있다.
상기 광 흡수 보조제는 0.1mM 내지 5M의 농도를 가질 수 있다.
상기 광 흡수 보조제의 농도가 0.1mM 미만인 경우, 상기 페로브스카이트 화합물에 포함된 3가의 금속 양이온을 제거하지 못하여 트랩이 여전히 존재함에 따라 페로브스카이트 화합물의 트랩 감소 및 밴드 갭 감소에 미비한 단점이 있다.
상기 광 흡수 보조제의 농도가 5M을 초과할 경우, 상기 페로브스카이트 대비 광 흡수 보조제의 양이 많아서 페로브스카이트 층 내에 광 흡수 보조제가 차지하는 공간이 열처리시 생성되어 효율이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 페로브스카이트 광전 소자(100)는 서로 상이한 1가의 음이온을 포함하여 2차원의 층상 구조를 가질 수 있으며, 이에 따라 전자 및 정공 이동성이 향상되고 0차원의 다이머 구조보다 좁은 밴드 갭을 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 페로브스카이트 광전 소자(100)는 서로 상이한 1가의 양이온을 포함하여 종래 페로브스카이트 화합물보다 좁은 밴드 갭을 가질 수 있다.
더하여, 본 발명의 실시예에 따른 페로브스카이트 광전 소자(100)는 서로 상이한 1가의 양이온 및 서로 상이한 1가의 음이온을 각각 포함하여, 상온에서 안정적인 2차원 층상 구조의 페로브스카이트 화합물을 가질 수 있다.
아울러, 본 발명의 실시예에 따른 페로브스카이트 광전 소자(100)는 황 또는 셀레늄을 포함하는 광 흡수 보조제를 광 활성층(130) 상에 도포하여 3가의 금속 양이온에 의한 트랩을 제거함으로써 좁은 밴드 갭을 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 페로브스카이트 광전 소자(100)는 2차원의 층상 구조를 가지면서 좁은 밴드 갭을 가지는 광 활성층(130)을 포함하여, 광-전기 변환이 가능한 광전소자를 제작할 수 있다.
이러한 페로브스카이트 광전 소자(100)는 발광 소자 또는 태양 전지로 사용될 수 있으며, 광전 소자가 적용될 수 있다면 적용 분야에 제한되지 않는다. 그 추가 예로 광검출기, 엑스선 검출기, 방사선 검출기에도 적용될 수 있으며, 광전변환 에너지 범위는 200keV 내지 1eV 일 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 실시예에 따른 페로브스카이트 광전 소자(100)는 태양 전지로 사용될 수 있다.
이하, 페로브스카이트 화합물을 포함하는 박막 및 광전 소자를 실시예 및 비교예에 따라 제조한 후 특성 평가를 수행하였다.
[실시예 1]
DMF(dimethylformamide)에 0.3M의 FACl, 0.3M의 CsCl 및 0.3M의 SbI3을 각각 1:2:2의 부피비로 혼합하여 FACs2Sb2I6Cl3 용액을 제조하였다.
이후 용해성을 향상시키기 위해, HI 용액과 FACs2Sb2I6Cl3 용액을 1:100의 부피비로 혼합하여 페로브스카이트(metal halide perovskite, MHP) 용액을 제조하였다.
~50nm 두께의 TiO2(bl-TiO2)를 500℃에서 20mM의 TAA(thioacetamide) 용액을 사용하여 분무 열분해 증착을 통해 패턴화된 FTO 기판(Pilkington, TEC-8) 상에 증착시켰다.
이후, ~400nm 두께의 메조포러스 TiO2(m-TiO2, Share-Chem)을 5000rpm에서 30초 동안 bl-TiO2/FTO 기판 상에 스핀 코팅한 후 공기 분위기의 500℃에서 1시간 동안 하소시켜 유기 성분을 제거하였다.
이후, m-TiO2/bl-TiO2/FTO 기판을 대기압 하의 아르곤 분위기 하에서 플라즈마 처리하였다.
이어서, 0.45μm의 PTFE(polytetrafluoroethylene)에 의해 여과된 MHP 용액을 2000rpm에서 30초 동안 m-TiO2/bl-TiO2/FTO 기판 상에 스핀 코팅하였다.
이후, MHP/m-TiO2/bl-TiO2/FTO 기판을 200℃에서 5분 동안 N2 분위기에서 핫 플레이트 상에서 열처리하였다.
PTAA 정공 수송층은 7.5μL의 Li-TFSI/아세토니트릴(170mg/1mL) 및 7.5μL의 t-BP/아세토니트릴(1mL/1mL)이 첨가된 PTAA/톨루엔(15mg/1mL)을 5000rpm에서 30초 동안 스핀 코팅하여 형성하였다.
마지막으로, Au 전극은 열 증발로 증착 형성되었다.
[실시예 2]
MHP 용액 0.3M을 스핀 코팅한 후 티오우레아 0.15M을 스핀 코팅한 것을 제외하고는, 상기 [실시예 1]과 동일한 방법으로 페로브스카이트 광전 소자를 제조하였다.
[실시예 3]
MHP 용액 0.3M을 스핀 코팅한 후 티오우레아 0.3M을 스핀 코팅한 것을 제외하고는, 상기 [실시예 1]과 동일한 방법으로 페로브스카이트 광전 소자를 제조하였다.
[실시예 4]
MHP 용액 0.3M을 스핀 코팅한 후 티오우레아 0.6M을 스핀 코팅한 것을 제외하고는, 상기 [실시예 1]과 동일한 방법으로 페로브스카이트 광전 소자를 제조하였다.
[비교예 1]
DMF에 0.3M의 MAI와 0.3M의 SbI3 용액을 3:2의 부피비로 혼합하여 MA3Sb2I9 용액을 제조한 것을 제외하고는, 상기 [실시예 1]과 동일한 방법으로 페로브스카이트 광전 소자를 제조하였다.
[비교예 2]
DMF에 0.3M의 MACl과 0.3M의 SbI3 용액을 3:1의 부피비로 혼합하여 MA3Sb2I6Cl3 용액을 제조한 것을 제외하고는, 상기 [실시예 1]과 동일한 방법으로 페로브스카이트 광전 소자를 제조하였다.
상기 실시예 및 비교예를 제조 조건에 따라 요약하면 아래의 표 1과 같다.
[표 1]
Figure 112020019950156-pat00001
특성 평가
도 3은 실시예 및 비교예의 자외선-가시광선 흡수 스펙트럼(UV-visible absorption spectrum)을 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 상기 실시예 1의 흡수도는 상기 비교예 1 및 상기 비교예 2의 흡수도보다 적색 이동된 것을 확인할 수 있다.
구체적으로, 상기 비교예 1, 상기 비교예 2 및 상기 실시예 1의 순서로 흡수도가 적색 이동된 것을 확인할 수 있다.
이는 상기 실시예 1이 A 사이트와 X 사이트에 각각 상이한 이온을 포함하기 때문이며, 상기 실시예 1의 페로브스카이트 화합물인 FACs2Sb2I6Cl3이 2차원의 층상 구조를 가지는 것을 의미한다.
또한, 도 3a에 삽입된 이미지를 참조하면 상기 비교예 1, 상기 비교예 2 및 상기 실시예 1의 광 활성층은 순서대로 각각 노란색, 주황색, 갈색을 가지는 것을 확인할 수 있다.
이는 상기 비교예 1, 상기 비교예 2 및 상기 실시예 1의 흡수도에 대한 적색 이동과 유사한 경향을 보이는 것을 알 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 페로브스카이트 광전 소자의 1가의 양이온 혼합 여부에 따른 용액 에너지(solution energy) 변화를 도시한 그래프이다.
도 4를 참조하면, x=1인 페로브스카이트 화합물은 x=0 또는 x=3인 페로브스카이트 화합물보다 낮은 용액 에너지(solution energy)를 가지는 것을 확인할 수 있다.
이로부터, A 사이트에 상이한 1가 양이온을 포함함으로써 2차원 층상 구조의 페로브스카이트 화합물을 안정화시킬 수 있는 것을 알 수 있다.
도 5a 내지 도 5d는 실시예 1 내지 실시예 3에 따른 페로브스카이트 화합물의 광 흡수 보조제 도포 여부에 대한 SEM(scanning electron microscopy) 이미지이다.
도 5a 내지 도 5c는 순차적으로 실시예 1, 실시예 2, 실시예 3의 페로브스카이트 화합물을 관찰한 SEM 이미지이다.
도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 광 흡수 보조제인 티오우레아를 첨가하여도 페로브스카이트 화합물의 결정이 뚜렷하게 형성되는 것을 확인할 수 있다.
이에 따라, 페로브스카이트 광전 소자의 광 활성층 상에 광 흡수 보조제를 도포하여도 박막의 광 활성층 형성이 가능하다는 것을 알 수 있다.
도 6a는 본 발명의 실시예에 따른 페로브스카이트 광전 소자의 광 흡수 보조제 포함 여부에 대한 전압 대비 전류 밀도를 도시한 그래프이며, 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 페로브스카이트 광전 소자의 광 흡수 보조제 포함 여부에 대한 외부양자효율(external quantum efficiency, EQE)을 도시한 그래프이다.
먼저 도 6a를 참조하면, 티오우레아를 도포한 실시예 2 내지 실시예 4는 티오우레아를 도포하지 않은 실시예 1보다 세로축의 단락 전류 밀도(Jsc)와 가로축의 개방 전압(Voc)이 증가하는 것을 확인할 수 있다.
도 6b를 참조하면, 티오우레아가 도포된 실시예 2 내지 실시예 4는 티오 우레아가 도포되지 않은 실시예 1보다 외부양자효율(EQE) 값이 더 큰 것을 확인할 수 있다.
또한, 상기 실시예 2 내지 실시예 4는 상기 실시예 1에 비해 밴드 갭이 이동된 것을 확인할 수 있다.
따라서, 광 흡수층 상에 광 흡수 보조제인 티오우레아를 더 도포함으로써 밴드 갭을 더욱 좁힐 수 있는 것을 알 수 있다.
도 7a는 본 발명의 실시예에 따른 페로브스카이트 광전 소자의 듀얼 사이트 혼합 여부에 대한 전압 대비 전류 밀도를 도시한 그래프이며, 도 7b는 페로브스카이트 광전 소자의 듀얼 사이트 혼합 여부에 대한 외부양자효율을 도시한 그래프이다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 2차원의 층상 구조를 가지는 실시예 1의 전류 밀도 및 외부양자효율(EQE) 값이 상기 비교예 1 및 비교예 2보다 우수하게 큰 것을 확인할 수 있다.
상기 실시예 1의 페로브스카이트 광전 소자의 소자 특성(단락 전류 밀도(Jsc), 개방 전압(Voc), 충진율(FF), 에너지 변환 효율(PCE))을 요약하면 아래의 표 2와 같다.
[표 2]
Figure 112020019950156-pat00002
상기 표 2를 참조하면, 2차원의 층상 구조를 가지는 페로브스카이트 화합물을 포함하는 상기 실시예 1은 비교예 1 및 비교예 2에 비해 높은 단락 전류 밀도와 개방 전압을 가지고, 우수한 충진율과 에너지 변환 효율을 가지는 것을 확인할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 페로브스카이트 광전 소자의 광 흡수 보조제 포함 여부에 대한 에너지 전환 효율(power conversion efficiency, PCE)을 도시한 그래프이다.
도 8에서 Reference, R+0.15, R+0.3, R+0.6은 각각 실시예 1, 실시예 2, 실시예 3, 실시예 4를 가리킨다.
도 8을 참조하면, 광 흡수층 상에 광 흡수 보조제인 티오우레아가 도포된 경우인 실시예 2 내지 실시예 4의 PCE가 티오우레아가 도포되지 않은 실시예 1의 PCE 보다 더 큰 것을 확인할 수 있다.
따라서, 광 흡수 보조제인 티오우레아가 광 활성층의 3가 금속 양이온에 의한 트랩을 제거하여 밴드 갭이 좁아짐에 따라 페로브스카이트 광전 소자의 효율을 향상시킨다는 것을 알 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 페로브스카이트 광전 소자
110: 제1 전극
120: 전자 전달층
130: 광 활성층
140: 정공 전달층
150: 제2 전극
310: 1가의 양이온
320: 3가의 금속 양이온
330: 1가의 음이온

Claims (10)

  1. 제1 전극;
    상기 제1 전극 상에 형성되는 전자 전달층;
    상기 전자 전달층 상에 형성되고, 아래의 화학식으로 표시되는 페로브스카이트 화합물을 포함하는 광 활성층;
    [화학식]
    A3B2X9
    (여기서, A는 1가의 양이온, B는 3가의 금속 양이온, X는 1가의 음이온임)
    상기 광 활성층 상에 형성되는 정공 전달층; 및
    상기 정공 전달층 상에 형성되는 제2 전극
    을 포함하며,
    상기 페로브스카이트 화합물의 화학식에서, 상기 A는 서로 상이한 1가의 양이온 2개를 포함하고, 상기 X는 서로 상이한 1가의 음이온 2개를 포함하는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 광전 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 페로브스카이트 화합물은 2차원의 층상 구조인 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 광전 소자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 페로브스카이트 화합물 내 1가의 양이온, 3가의 금속 양이온 및 1가의 음이온 간 결합 길이에 따라 상기 페로브스카이트 화합물의 밴드 갭이 조절되는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 광전 소자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 1가의 양이온은 세슘(Cs), MA(methyl ammonium) 또는 FA(formamidinium)인 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 광전 소자.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 3가의 금속 양이온은 안티몬(Sb) 또는 비스무스(Bi)인 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 광전 소자.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 1가의 음이온은 요오드(I) 및 염소(Cl)를 포함하는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 광전 소자.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 광 활성층 상에 황(S) 및 셀레늄(Se) 중 어느 하나를 포함하는 광 흡수 보조제가 도포되는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 광전 소자.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 페로브스카이트 화합물에 포함된 3가의 금속 양이온과 상기 광 흡수 보조제가 반응하여 금속 황화물이 형성되는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 광전 소자.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 광 흡수 보조제는 티오우레아(thiourea), 셀레노우레아(selenourea), 티오아세트아미드(thioacetamide), 셀레노아세트아미드(selenoacetamide) 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 광전 소자.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 광 흡수 보조제의 농도는 0.1mM 내지 5M인 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 광전 소자.
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