KR20190043316A - Perovskite solar cell and preparation method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 페로브스카이트 태양전지 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a perovskite solar cell and a method of manufacturing the same.
현대의 주요한 에너지원인 화석 에너지는 자원의 고갈 및 환경 오염 문제를 발생시키고 있어, 대체 에너지를 개발하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 대표적으로, 태양전지는 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 장치로서, 태양으로부터 빛 에너지를 흡수하여 전자와 전공을 발생하는 광기전 효과를 이용하여 전류-전압을 생성한다. Fossil energy, which is the main energy source of modern day, causes resource depletion and environmental pollution problems, and various studies are being conducted to develop alternative energy. Typically, a solar cell is a device that converts light energy into electrical energy. It generates a current-voltage using a photovoltaic effect that absorbs light energy from the sun to generate electrons and electrons.
다만, 태양전지는 고효율화를 위해 매우 순도가 높은 실리콘 소재를 사용해야 하므로, 원소재의 정제 및 가공하는데 많은 에너지가 소모되며, 제조 비용을 낮추기 어려워 산업 확장에 어려움 있다.However, solar cells require very high purity silicon material for high efficiency, which consumes a lot of energy for refining and processing raw materials, making it difficult to expand the industry because it is difficult to lower the manufacturing cost.
최근에는 이를 해결하기 위한 대안으로 페로브스카이트 태양전지가 각광 받고 있다. 페로브스카이트 태양전지는 무기물과 유기물이 결합하여, 페로브스카이트 결정 구조를 가지는 소재를 활용한 태양전지이다. 이러한 페로브스카이트 태양전지는 소재 가격이 낮은 유-무기 하이브리드 페로브스카이트 물질을 광활성층으로 사용함으로써 저온의 용액 공정이 가능하면서도 제조 비용을 현격히 낮출 수 있고, 실리콘 소재의 태양전지와 유사한 수준의 높은 효율을 구현할 수 있다.In recent years, perovskite solar cells have been attracting attention as an alternative solution. Perovskite solar cells are solar cells that utilize materials with perovskite crystal structure, combining inorganic and organic materials. These perovskite solar cells use low-cost organic-inorganic hybrid perovskite materials as a photoactive layer, which enables low-temperature solution processing, while significantly lowering manufacturing cost, and is similar to that of silicon solar cells Can be realized.
한편, 페로브스카이트 태양전지는 낮은 제조 비용과 광전변환효율 및 안정성의 성능을 더욱 확보하기 위해 전도성 고분자 중 하나인 PEDOT:PSS를 정공 수송층 소재로 이용하고 있다.On the other hand, perovskite solar cells use PEDOT: PSS, which is one of the conductive polymers, as a hole transport layer material, in order to secure low manufacturing cost, photoelectric conversion efficiency and stability performance.
PEDOT:PSS는 전기적 특성이 우수할 뿐만 아니라 가시광 영역에서 우수한 투과도를 나타내고, 강한 정전기적 상호 작용력에 의해 안정성이 높으며, 용액 공정 및 프린팅 공정이 가능하다는 장점을 가지고 있다.PEDOT: PSS not only has excellent electrical properties, but also shows good transparency in the visible light region, has high stability due to strong electrostatic interaction, and has advantages of solution process and printing process.
다만, 전도성 고분자인 PEDOT:PSS는 자체적으로 높은 산성 및 흡습성으로 인해 페로브스카이트 태양전지의 수명을 단축시키는 문제가 발생하여 적용이 쉽지 않다. However, PEDOT: PSS, which is a conductive polymer, has a problem of shortening the lifetime of the perovskite solar cell due to its high acidity and hygroscopicity.
선행기술문헌 1에서는 이와 같은 문제를 해결하기 위해 정공 수송층 위에 그래핀을 코팅하여 흡습성으로 인한 페로브스카이트 태양전지의 성능 저하를 방지하고 있다. In the prior art document 1, graphene is coated on the hole transporting layer to prevent the performance degradation of the perovskite solar cell due to hygroscopicity.
그러나, 상기와 같은 방법은 p-i-n 구조에서 페로브스카이트 광흡수층 하부에만 적용할 수 있을 뿐, n-i-p 구조의 태양전지에서는 그래핀의 코팅을 위한 극성의 분산액에 의해 광 흡수층이 손상될 수 있어 적용이 어렵다. However, such a method can be applied only to the lower part of the perovskite light absorbing layer in the pin structure, and in the case of the nip structure solar cell, the light absorbing layer may be damaged by the polar dispersion for coating the graphene. it's difficult.
따라서, n-i-p 구조에서 PEDOT:PSS의 적용이 가능하면서도, 광흡수층의 손상을 유발하지 않고, 정공 수송 능력 및 안정성이 우수한 페로브스카이트 태양전지 제조 기술에 대한 요구가 높아지고 있다.Therefore, there is a growing demand for a perovskite solar cell manufacturing technology that can apply PEDOT: PSS in an n-i-p structure, but does not cause damage to the light absorbing layer, and has excellent hole transporting ability and stability.
선행기술문헌 1: Efficient and Air-Stable Planar Perovskite Solar Cells Formed on Graphene-Oxide-Modified PEDOT:PSS Hole Transport Layer(Nano-Micro Lett. 2017, 9:39)Prior Art Document 1: Efficient and Air-Stable Planar Perovskite Solar Cells Formed on Graphene-Oxide-Modified PEDOT: PSS Hole Transport Layer (Nano-Micro Lett. 2017, 9:39)
본 발명의 목적은 n-i-p 구조에서 PEDOT:PSS의 적용이 가능하면서도, 일함수 및 전자-전공 재결합 저항을 개선시켜 정공 수송 능력이 우수하고, 광전변환효율 높으며, 대기 환경에 대한 안정성이 향상되어 내구성이 우수한 이중 정공 수송층의 페로브스카이트 태양전지 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a nip structure capable of applying PEDOT: PSS while improving work function and electron-to-electrical recombination resistance, thereby having excellent hole transporting ability, high photoelectric conversion efficiency, A perovskite solar cell having excellent double hole transporting layer, and a method for manufacturing the same.
본 발명의 일 구현예는 기판 상에 순차적으로 형성된 제1전극, 전자 수송층, 광 흡수층, 이중 정공 수송층 및 제2전극을 포함하고, 상기 이중 정공 수송층은 PEDOT:PSS를 포함하는 제1정공 수송층; 및 할로겐 함유 작용기를 갖는 환원된 산화 그래핀을 포함하는 제2정공 수송층;이 순차적으로 형성된 것인 페로브스카이트 태양전지에 관한 것이다.One embodiment of the present invention includes a first electrode, an electron transport layer, a light absorption layer, a double hole transport layer, and a second electrode sequentially formed on a substrate, wherein the double hole transport layer includes a first hole transport layer including PEDOT: PSS; And a second hole transporting layer comprising reduced graphene grains having a halogen-containing functional group are sequentially formed on the surface of the perovskite solar cell.
본 발명의 다른 구현예는 기판에 제1전극, 전자 수송층, 광 흡수층을 순차적으로 형성시키고, 상기 광 흡수층 상부에 PEDOT:PSS를 포함하는 제1정공 수송층을 형성한 후, 상기 제1정공 수송층 상부에 할로겐 함유 작용기를 갖는 환원된 산화 그래핀 및 분산매를 포함하는 분산액을 코팅하여 제2정공 수송층을 형성하여 이중 정공 수송층을 형성하고, 상기 이중 정공 수송층 상에 제2전극을 형성하는 것을 포함하는 페로브스카이트 태양전지 제조 방법에 관한 것이다.In another embodiment of the present invention, a first electrode, an electron transport layer, and a light absorption layer are sequentially formed on a substrate, a first hole transport layer containing PEDOT: PSS is formed on the light absorption layer, A second hole transport layer is formed by coating a dispersion containing reduced graphene grains having a halogen-containing functional group and a dispersion medium to form a double hole transport layer, and a second electrode is formed on the double hole transport layer. To a method of manufacturing a robust solar cell.
상기 할로겐 함유 작용기는 플루오린 함유 작용기일 수 있다.The halogen-containing functional group may be a fluorine-containing functional group.
상기 플루오린 함유 작용기는 4-(트리플루오로메틸)-페닐하이드라진, 2,3,5,6-(테트라플루오로)-페닐하이드라진, (4-플루오로페닐)티오우레아, (2,5-디플루오로페닐) 티오우레아, (3-플루오로페닐)티오우레아 중 1종 이상의 화합물로부터 유래되는 것일 수 있다. The fluorine-containing functional group is selected from the group consisting of 4- (trifluoromethyl) -phenylhydrazine, 2,3,5,6- (tetrafluoro) -phenylhydrazine, (4-fluorophenyl) thiourea, Difluorophenyl) thiourea, (3-fluorophenyl) thiourea.
상기 분산매는 탄소수 1 내지 10의 알코올을 포함하는 것일 수 있다. The dispersion medium may contain an alcohol having 1 to 10 carbon atoms.
상기 분산액의 고형물 농도는 1 mg/ml 내지 10 mg/ml일 수 있다.The solids concentration of the dispersion may be from 1 mg / ml to 10 mg / ml.
상기 분산액의 코팅은 1 rpm 내지 9000 rpm으로 스핀 코팅되는 것일 수 있다.The coating of the dispersion may be spin-coated at 1 rpm to 9000 rpm.
상기 기판은 플라스틱 기판, 유리 기판, 석영 기판, 실리콘 기판, 금속 기판 및 갈륨 비소 기판 중 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다.The substrate may include at least one of a plastic substrate, a glass substrate, a quartz substrate, a silicon substrate, a metal substrate, and a gallium arsenide substrate.
상기 제1전극은 인듐 틴 옥사이드(ITO), 플루오린 틴 옥사이드(FTO), 알루미늄 징크 옥사이드(AZO), 니오븀 티타늄 옥사이드(NTO), 징크 틴 옥사이드(ZTO) 및 인듐 징크 틴 옥사이드(IZTO) 중 1종 이상을 포함하는 투명 전극일 수 있다.The first electrode may be formed of one of indium tin oxide (ITO), fluorine tin oxide (FTO), aluminum zinc oxide (AZO), niobium titanium oxide (NTO), zinc tin oxide (ZTO), and indium zinc tin oxide It may be a transparent electrode containing more than two species.
상기 전자 수송층은 제1전자 수송층 및 제2전자 수송층을 포함하는 다층 구조이고, 상기 제1전자 수송층은 타이타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 스트론튬(Sr), 징크(Zn), 인듐(In), 란타넘(La), 바나듐(V), 몰리브데넘(Mo), 텅스텐(W), 틴(Sn), 나이오븀(Nb), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 바륨(Ba), 알루미늄(Al), 이트륨(Y), 스칸듐(Sc), 사마륨(Sm), 갈륨(Ga), 플루오린(F), 스트론튬타이타늄(SrTi) 및 이들의 산화물 중 1종 이상을 포함하고, 상기 제2전자 수송층은 플러렌 유도체를 포함하는 것 일 수 있다.The electron transport layer may have a multi-layer structure including a first electron transport layer and a second electron transport layer. The first electron transport layer may include at least one of titanium (Ti), zirconium (Zr), strontium (Sr), zinc (Zn) , Lanthanum (La), vanadium (V), molybdenum (Mo), tungsten (W), tin (Sn), niobium (Nb), magnesium (Mg), calcium (Ca) And at least one of aluminum (Al), yttrium (Y), scandium (Sc), samarium (Sm), gallium (Ga), fluorine (F), strontium titanium (SrTi) 2 electron transporting layer may contain a fullerene derivative.
상기 제2전극은 은(Ag), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 텅스텐(W), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 금(Au), 니켈(Ni) 및 팔라듐(Pd) 중 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다.The second electrode may be formed of at least one selected from the group consisting of Ag, Al, Pt, W, Cu, Mo, Au, Ni, And may include one or more species.
상기 광 흡수층은 하기 화학식 1로 표시되는 페로브스카이트 화합물을 포함하는 것일 수 있다.The light absorbing layer may include a perovskite compound represented by the following formula (1).
[화학식 1][Chemical Formula 1]
ABX3 ABX 3
상기 화학식 1에서, A는 탄소수 1 내지 10의 탄화수소기로 치환된 암모늄, B는 Pb 또는 Sn 이고, X는 I, Br 또는 Cl 이다.Wherein A is ammonium substituted with a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, B is Pb or Sn, and X is I, Br or Cl.
본 발명은 n-i-p 구조에서 PEDOT:PSS의 적용이 가능하면서도, 일함수 및 전자-전공 재결합 저항을 개선시켜 정공 수송 능력이 우수하고, 광전변환효율 높으며, 대기 환경에 대한 안정성이 향상되어 내구성이 우수한 이중 정공 수송층의 페로브스카이트 태양전지 및 이의 제조 방법을 제공한다.The present invention can be applied to PEDOT: PSS in a nip structure, but also to improve work function and electron-to-electrical recombination resistance, thereby providing excellent hole transporting ability, high photoelectric conversion efficiency, A perovskite solar cell of a hole transporting layer, and a method of manufacturing the same.
도 1은 실시예 1의 페로브스카이트 태양전지의 단면 구조를 나타낸 것이다.
도 2는 비교예 1의 페로브스카이트 태양전지의 단면 구조를 나타낸 것이다.
도 3은 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 시편의 정공 수송층에 대한 전자분광법(UPS) 데이터를 나타내는 그래프이다.
도 4는 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 시편의 정공 수송층에 대한 임피던스 분석 데이터를 나타낸 그래프이다.
도 5는 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 페로브스카이트 태양전지 시편의 대기 환경에 대한 광전변환효율 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 6은 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 페로브스카이트 태양전지 시편에 대한 전류-전압 곡선 분석 결과를 나타낸 그래프이다.
도 7은 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 페로브스카이트 태양전지 시편에 대한 접촉각 측정 결과를 나타낸 그래프이다.Fig. 1 shows a cross-sectional structure of a perovskite solar cell according to Example 1. Fig.
2 shows a cross-sectional structure of a perovskite solar cell of Comparative Example 1.
3 is a graph showing electron spectroscopy (UPS) data of the hole transport layer of the sample prepared in Example 1 and Comparative Example 1. FIG.
4 is a graph showing impedance analysis data of the hole transport layer of the test piece manufactured in Example 1 and Comparative Example 1. FIG.
5 is a graph showing the photoelectric conversion efficiency measurement results of the perovskite solar cell specimens prepared in Example 1 and Comparative Example 1 for the ambient air environment.
6 is a graph showing current-voltage curve analysis results of the perovskite solar cell specimens produced in Example 1 and Comparative Example 1. FIG.
7 is a graph showing contact angle measurement results of the perovskite solar cell specimens prepared in Example 1 and Comparative Example 1. FIG.
본 발명의 일 구현예는 기판 상에 순차적으로 형성된 제1전극, 전자 수송층, 광 흡수층, 이중 정공 수송층 및 제2전극을 포함하고, 상기 이중 정공 수송층은 PEDOT:PSS를 포함하는 제1정공 수송층; 및 할로겐 함유 작용기를 갖는 환원된 산화 그래핀을 포함하는 제2정공 수송층;이 순차적으로 형성된 것인 페로브스카이트 태양전지에 관한 것이다.One embodiment of the present invention includes a first electrode, an electron transport layer, a light absorption layer, a double hole transport layer, and a second electrode sequentially formed on a substrate, wherein the double hole transport layer includes a first hole transport layer including PEDOT: PSS; And a second hole transporting layer comprising reduced graphene grains having a halogen-containing functional group are sequentially formed on the surface of the perovskite solar cell.
이를 통해 본 발명은 n-i-p 구조에서 정공 수송층으로 PEDOT:PSS의 적용이 가능하면서도, 일함수 및 전자-전공 재결합 저항을 개선시켜 정공 수송 능력이 우수하고, 광전변환효율 높으며, 대기 환경에 대한 안정성이 향상되어 내구성이 우수한 이중 정공 수송층의 페로브스카이트 태양전지 및 이의 제조 방법을 제공할 수 있다.Accordingly, the present invention can be applied to PEDOT: PSS as a hole transport layer in a nip structure, and can improve hole transportability, photoelectric conversion efficiency, stability in the atmosphere, and the like by improving work function and electron- Thereby providing a perovskite solar cell having a double hole transport layer having excellent durability and a manufacturing method thereof.
구체적으로, 제1정공 수송층은 PEDOT:PSS 고분자(poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate)를 주성분으로 형성되는 정공 수송층으로 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)과 폴리(3-스티렌설포네이트)의 배합유기물이라면 특별히 제한되지 않는다. 이를 통해, 태양전지의 전기적 특성을 향상시키면서도, 가시광 영역에서 우수한 투과도를 구현하고, 대기 환경에 대한 안정성을 확보할 수 있다.Specifically, the first hole transport layer is a hole transport layer composed mainly of a PEDOT: PSS (poly (3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate) as a hole transport layer. The hole transport layer is composed of poly (3,4-ethylenedioxythiophene) Nate) is not particularly limited. As a result, it is possible to improve the electrical characteristics of the solar cell, realize excellent transmittance in the visible light region, and secure stability against the atmospheric environment.
구체적으로, 제2정공 수송층은 제1정공 수송층의 상부에 형성되어 PEDOT:PSS 고분자에 의한 산성 및 흡습성에 의한 영향을 낮추면서도, 태양전지의 정공 수송 능력, 광전변환효율 및 대기 환경에 대한 안정성을 더욱 향상시킬 수 있다.Specifically, the second hole transporting layer is formed on the first hole transporting layer to lower the influence of the acid and hygroscopicity of the PEDOT: PSS polymer on the hole transportability, the photoelectric conversion efficiency of the solar cell, Can be further improved.
특히, 상기 할로겐 함유 작용기를 갖는 환원된 산화 그래핀을 포함하는 제2정공 수송층은 저온 용액 공정으로 PEDOT:PSS를 포함하는 제1정공 수송층의 상부에 형성될 수 있으면서도, 제조 과정에서 분산액에 의한 광 흡수층의 손상을 방지할 수 있다. Particularly, the second hole transport layer containing the reduced graphene grains having a halogen-containing functional group can be formed on the first hole transport layer containing PEDOT: PSS by a low temperature solution process, The damage of the absorbent layer can be prevented.
상기 제2정공 수송층은 할로겐 함유 작용기를 갖는 환원된 산화 그래핀 및 분산매를 포함하는 분산액의 건조물일 수 있다. 이러한 경우, 제2정공 수송층의 코팅성, 박막성을 향상시켜 작업성을 향상시키고, 에너지 전환 효율을 높이고, 제조 비용을 저감할 수 있다.The second hole transport layer may be a dried product of a dispersion containing a reduced oxidation graphene having a halogen-containing functional group and a dispersion medium. In this case, the coating property and the thin film property of the second hole transporting layer can be improved, workability can be improved, energy conversion efficiency can be increased, and manufacturing cost can be reduced.
또한, 상기 제2정공 수송층은 예를 들면 1회 이상, 1회 내지 10회, 2회 내지 5회 코팅될 수 있다. 이러한 경우, 정공 수송층의 일함수를 더욱 개선시킬 수 있다. The second hole transporting layer may be coated one or more times, one to ten times, and two to five times, for example. In this case, the work function of the hole transport layer can be further improved.
상기 할로겐 함유 작용기를 갖는 환원된 산화 그래핀은 예를 들면, 산화 그래핀을 환원시킨 후, 할로겐 함유 작용기를 환원된 산화 그래핀 표면에 도입하여 제조된 것일 수 있다. 또는 할로겐 함유 작용기를 산화 그래핀 표면에 도입 후 환원시키거나, 작용기의 부착과 환원을 동시에 진행하여 제조된 것일 수 있다.The reduced graphene grains having a halogen-containing functional group may be prepared, for example, by reducing graphene oxide and then introducing a halogen-containing functional group to the reduced graphene graphene surface. Or introducing a halogen-containing functional group onto the surface of the oxidized graphene and then reducing it, or simultaneously carrying out the attachment and reduction of the functional group.
구체적으로, 상기 할로겐 함유 작용기는 플루오린 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자 등을 포함하는 작용기라면 특별히 제한되지 않으나, 예를 들면, 플루오린 함유 작용기일 수 있다. 이러한 경우, 태양전지의 정공 수송 능력, 광전변환효율 및 대기 환경에 대한 안정성을 더욱 향상시킬 수 있다.Specifically, the halogen-containing functional group is not particularly limited as long as it is a functional group including a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom and the like, but may be, for example, a fluorine-containing functional group. In this case, the hole transporting ability, photoelectric conversion efficiency and stability against the atmospheric environment of the solar cell can be further improved.
보다 구체적으로, 상기 플루오린 함유 작용기는 플루오린 및 탄소수 1 내지 20의 탄화수소기를 함유하는 질소 화합물일 수 있다. 이러한 경우, 태양전지의 정공 수송 능력, 광전변환효율 및 대기 환경에 대한 안정성을 더욱 향상시킬 수 있다. More specifically, the fluorine-containing functional group may be a nitrogen compound containing fluorine and a hydrocarbon group of 1 to 20 carbon atoms. In this case, the hole transporting ability, photoelectric conversion efficiency and stability against the atmospheric environment of the solar cell can be further improved.
상기 탄화수소기는 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로 아릴기 등을 포함할 수 있고, 사슬형, 가지형, 고리형 등을 포함할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.The hydrocarbon group may include an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, a heteroaryl group, and the like, and may include, but is not limited to, a chain type, a branched type, a cyclic type and the like.
상기 질소 화합물은 우레아, 하이드라진 등을 포함할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.The nitrogen compound may include, but is not limited to, urea, hydrazine and the like.
상기 플루오린 함유 작용기는 예를 들면, 4-(트리플루오로메틸)-페닐하이드라진, 2,3,5,6-(테트라플루오로)-페닐하이드라진, (4-플루오로페닐)티오우레아, (2,5-디플루오로페닐) 티오우레아, (3-플루오로페닐)티오우레아 중 1종 이상의 화합물로부터 유래되는 것일 수 있다. 이러한 경우, 태양전지의 정공 수송 능력, 광전변환효율 및 대기 환경에 대한 안정성을 더욱 향상시킬 수 있다. The fluorine containing functional groups include, for example, 4- (trifluoromethyl) -phenylhydrazine, 2,3,5,6- (tetrafluoro) -phenylhydrazine, (4-fluorophenyl) thiourea, 2,5-difluorophenyl) thiourea, (3-fluorophenyl) thiourea. In this case, the hole transporting ability, photoelectric conversion efficiency and stability against the atmospheric environment of the solar cell can be further improved.
구체적으로, 상기 분산매는 탄소수 1 내지 10의 알코올 중 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다. 이러한 경우, 태양전지의 광 흡수층의 손상을 방지하면서도, 정공 수송 능력, 광전변환효율 및 대기 환경에 대한 안정성을 더욱 향상시킬 수 있다. Specifically, the dispersion medium may contain at least one kind of alcohol having 1 to 10 carbon atoms. In this case, it is possible to further improve the hole transporting ability, the photoelectric conversion efficiency, and the stability against the atmospheric environment, while preventing damage to the light absorbing layer of the solar cell.
상기 탄소수 1 내지 10의 알코올은 예를 들면, 메탄올, 에탄올, 프로판-1-올, 뷰탄-1-올, 펜탄-1-올, 헥산-1-올, 헵탄-1-올, 옥탄-1-올, 노난-1-올, 데칸-1-올, 2-메틸프로판-1-올, 3-메틸뷰탄-1-올 등을 포함하는 1차 알코올; 프로판-2-올, 뷰탄-2-올, 펜탄-2-올, 헥산-2-올, 헵탄올-2-올, 2-메틸뷰탄-1-올, 사이클로헥산올 등을 포함하는 2차 알코올; 2-메틸프로판-2-올, 2-메틸뷰탄-2-올, 2-메틸펜탄-2-올, 2-메틸헥산-2-올, 2-메틸헵탄-2-올, 3-메틸펜탄-3-올, 3-메틸옥탄-3-올 등을 포함하는 3차 알코올; 등을 1종 또는 2종 이상 포함할 수 있다. The alcohols having 1 to 10 carbon atoms include, for example, alcohols such as methanol, ethanol, propan-1-ol, butan-1-ol, pentan-1-ol, hexan- Ol, nonan-1-ol, decan-1-ol, 2-methylpropan-1-ol, 3-methylbutan-1-ol and the like; 2-ol, pentan-2-ol, hexan-2-ol, heptanol-2-ol, 2-methylbutan-1-ol, cyclohexanol, ; 2-methylbutan-2-ol, 2-methylheptan-2-ol, 2-methylheptan-2-ol, Tertiary alcohols including 3-ol, 3-methyloctan-3-ol and the like; And the like may be included.
구체적으로, 상기 기판은 플라스틱 기판, 유리 기판, 석영 기판, 실리콘 기판, 금속 기판 및 갈륨 비소 기판 중 1종 이상을 포함하는 것일 수 있으며, 투명 기판일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 이러한 경우, 태양전지의 투명성, 표면 평활성, 취급용이성, 방수성이 더욱 향상될 수 있다.Specifically, the substrate may include at least one of a plastic substrate, a glass substrate, a quartz substrate, a silicon substrate, a metal substrate, and a gallium arsenide substrate, and may be a transparent substrate, but is not limited thereto. In this case, transparency, surface smoothness, ease of handling, and water resistance of the solar cell can be further improved.
상기 플라스틱 기판은 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리프로필렌, 트리아세틸셀룰로스, 폴리에테르술폰, 방향족 폴리에스테르 및 폴리이미드 중 1종 이상을 포함할 수 있다.The plastic substrate may include at least one of, for example, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polypropylene, triacetylcellulose, polyether sulfone, aromatic polyester and polyimide.
구체적으로, 상기 제1전극은 인듐 틴 옥사이드(ITO), 플루오린 틴 옥사이드(FTO), 알루미늄 징크 옥사이드(AZO), 니오븀 티타늄 옥사이드(NTO), 징크 틴 옥사이드(ZTO) 및 인듐 징크 틴 옥사이드(IZTO) 중 1종 이상을 포함하는 투명 전극일 수 있다.Specifically, the first electrode may be formed of indium tin oxide (ITO), fluorine tin oxide (FTO), aluminum zinc oxide (AZO), niobium titanium oxide (NTO), zinc tin oxide (ZTO), and indium zinc tin oxide ). ≪ / RTI >
구체적으로, 상기 전자 수송층은 제1전자 수송층 및 제2전자 수송층을 포함하는 다층 구조일 수 있다. 이를 통해, 전자를 광 흡수층으로 효율적으로 전달시킬 수 있다. Specifically, the electron transporting layer may have a multi-layer structure including a first electron transporting layer and a second electron transporting layer. Thus, electrons can be efficiently transferred to the light absorbing layer.
상기 제1전자 수송층은 예를 들면, 타이타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 스트론튬(Sr), 징크(Zn), 인듐(In), 란타넘(La), 바나듐(V), 몰리브데넘(Mo), 텅스텐(W), 틴(Sn), 나이오븀(Nb), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 바륨(Ba), 알루미늄(Al), 이트륨(Y), 스칸듐(Sc), 사마륨(Sm), 갈륨(Ga), 플루오린(F), 스트론튬타이타늄(SrTi) 및 이들의 산화물 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 이를 통해, 전자를 광 흡수층으로 더욱 효율적으로 전달시킬 수 있다. The first electron transporting layer may be formed of at least one selected from the group consisting of titanium (Ti), zirconium (Zr), strontium (Sr), zinc (Zn), indium (In), lanthanum (La), vanadium Mo, tungsten, tin, niobium, magnesium, calcium, barium, aluminum, yttrium, scandium, (Sm), gallium (Ga), fluorine (F), strontium titanium (SrTi), and oxides thereof. Thus, electrons can be more efficiently transferred to the light absorbing layer.
상기 제2전자 수송층은 예를 들면, 플러렌 유도체를 포함하는 것일 수 있다. 상기 플러렌 유도체는 광 흡수층과 전자 수송층의 접촉력을 더욱 향상시키고, 이들 사이의 에너지 장벽을 더욱 낮출 수 있다. 이를 통해, 태양전지의 전자 전달 능력을 더욱 향상시키고, 열적 안정성 및 광전 변환 효율을 더욱 향상시킬 수 있다. The second electron transporting layer may include, for example, a fullerene derivative. The fullerene derivative further improves the contact force between the light absorbing layer and the electron transporting layer and further reduces the energy barrier therebetween. As a result, the electron transfer capability of the solar cell can be further improved, and the thermal stability and the photoelectric conversion efficiency can be further improved.
상기 플러렌 유도체는 예를 들면, C60 내지 C90의 플러렌 유도체일 수 있다. 이러한 경우, 태양전지의 전자 전달 능력을 더욱 향상시키고, 열적 안정성 및 광전 변환 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.The fullerene derivative may be, for example, a fullerene derivative of C 60 to C 90 . In this case, the electron transferring ability of the solar cell can be further improved, and the thermal stability and photoelectric conversion efficiency can be further improved.
상기 제2전극은 예를 들면, 은(Ag), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 텅스텐(W), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 금(Au), 니켈(Ni) 및 팔라듐(Pd) 중 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다. 또한, 상기 제2전극용 금속의 산화물을 더 포함할 수도 있다.The second electrode may be formed of, for example, silver (Ag), aluminum (Al), platinum (Pt), tungsten (W), copper (Cu), molybdenum (Mo), gold (Au), nickel (Pd) may be included. Further, it may further comprise an oxide of the metal for the second electrode.
구체적으로, 상기 광 흡수층은 하기 화학식 1로 표시되는 페로브스카이트 화합물을 포함하는 것일 수 있다. 이를 통해, 실리콘 소재의 태양전지와 유사한 수준의 효율을 구현하면서도, 제조 비용을 현격하게 낮출 수 있다.Specifically, the light absorbing layer may include a perovskite compound represented by the following formula (1). This enables fabrication costs to be significantly reduced while achieving efficiencies similar to those of silicon solar cells.
[화학식 1][Chemical Formula 1]
ABX3 ABX 3
상기 화학식 1에서, A는 탄소수 1 내지 10의 탄화수소기로 치환된 암모늄, B는 Pb 또는 Sn 이고, X는 I, Br 또는 Cl 이다. Wherein A is ammonium substituted with a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, B is Pb or Sn, and X is I, Br or Cl.
본 발명의 다른 구현예는 기판에 제1전극, 전자 수송층, 광 흡수층을 순차적으로 형성시키고, 상기 광 흡수층 상부에 PEDOT:PSS를 포함하는 제1정공 수송층을 형성한 후, 상기 제1정공 수송층 상부에 할로겐 함유 작용기를 갖는 환원된 산화 그래핀 및 분산매를 포함하는 분산액을 코팅하여 제2정공 수송층을 형성하여 이중 정공 수송층을 형성하고, 상기 이중 정공 수송층 상에 제2전극을 형성하는 것을 포함하는 페로브스카이트 태양전지 제조 방법에 관한 것이다. 이를 통해 전술한 페로브스카이트 태양전지를 제공할 수 있다. In another embodiment of the present invention, a first electrode, an electron transport layer, and a light absorption layer are sequentially formed on a substrate, a first hole transport layer containing PEDOT: PSS is formed on the light absorption layer, A second hole transport layer is formed by coating a dispersion containing reduced graphene grains having a halogen-containing functional group and a dispersion medium to form a double hole transport layer, and a second electrode is formed on the double hole transport layer. To a method of manufacturing a robust solar cell. Thus, the above-described perovskite solar cell can be provided.
이때, 기판, 제1전극, 전자 수송층, 광 흡수층, 정공 수송층 및 제2전극 등에 대해서는 전술한 바와 같다.The substrate, the first electrode, the electron transport layer, the light absorption layer, the hole transport layer, and the second electrode are as described above.
구체적으로, 페로브스카이트 태양전지 제조 방법은 기판 상에 제1전극을 형성하고, 상기 제1전극 상에 전자 수송층을 형성하고, 상기 전자 수송층 상에 광흡수층을 형성하는 것을 포함할 수 있다. Specifically, a method for manufacturing a perovskite solar cell may include forming a first electrode on a substrate, forming an electron transport layer on the first electrode, and forming a light absorption layer on the electron transport layer.
상기 기판, 제1전극, 전자 수송층, 광 흡수층, 제2전극 각각을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않으나, 예를 들면, 스퍼터링, E-Beam, 열증착, 스핀코팅, 스크린 프린팅, 잉크젯 프린팅, 닥터 블레이드 또는 그라비아 프린팅법 등을 통해 도포되어 층을 형성하거나 필름 형태로 형성된 후 부착될 수 있다.The method for forming each of the substrate, the first electrode, the electron transport layer, the light absorption layer, and the second electrode is not particularly limited, and examples thereof include sputtering, E-beam, thermal evaporation, spin coating, screen printing, A blade or a gravure printing method to form a layer or may be formed in the form of a film and then adhered thereto.
또한, 상기 제1정공 수송층 및 제2정공 수송층 각각을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않으나, 예를 들면, 스퍼터링, E-Beam, 열증착, 스핀코팅, 스크린 프린팅, 잉크젯 프린팅, 닥터 블레이드 또는 그라비아 프린팅법 등을 통해 도포하여 층을 형성한 후 건조되는 것일 수 있다. The method of forming each of the first hole transporting layer and the second hole transporting layer is not particularly limited. For example, the method of forming the first hole transporting layer and the second hole transporting layer may be various methods such as sputtering, E-beam, thermal evaporation, spin coating, screen printing, inkjet printing, Or the like to form a layer and then dried.
상기 분산액의 고형물 농도는 특별히 제한되지 않으나, 예를 들면 1 mg/ml 내지 10 mg/ml일 수 있다. 이러한 경우, 고형물이 응집되지 않고 균일하게 분산되며, 제2정공 수송층의 코팅성, 박막성을 향상시켜 작업성을 더욱 향상시킬 수 있다.The solid concentration of the dispersion is not particularly limited, but may be, for example, 1 mg / ml to 10 mg / ml. In this case, the solids are uniformly dispersed without aggregation, and the coatability and thin film property of the second hole transport layer are improved, and workability can be further improved.
상기 분산액의 코팅은 특별히 제한되지 않으나, 예를 들면 1 rpm 내지 9000 rpm으로 스핀 코팅되는 것일 수 있다. 이러한 경우, 제2정공 수송층의 코팅성, 박막성을 향상시켜 작업성을 더욱 향상시킬 수 있다.The coating of the dispersion is not particularly limited, but may be spin coating at 1 rpm to 9000 rpm, for example. In this case, the coatability and thin film property of the second hole transporting layer can be improved, and workability can be further improved.
또한, 상기 분산액의 코팅은 예를 들면 1회 이상, 1회 내지 10회, 2회 내지 5회 코팅될 수 있다. 이러한 경우, 정공 수송층의 일함수를 더욱 향상시킬 수 있다. Further, the coating of the dispersion may be coated, for example, one or more times, one to ten times, and two to five times. In this case, the work function of the hole transport layer can be further improved.
또한, 할로겐 함유 작용기를 갖는 환원된 산화 그래핀 및 분산매를 포함하는 분산액을 제조하는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 후술하는 제조예에서와 같은 방법으로 제조될 수 있다.Further, the method for producing the dispersion containing the reduced graphene oxide having a halogen-containing functional group and the dispersion medium is not particularly limited. For example, it can be produced in the same manner as in the production example described later.
실시예Example
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments of the present invention. It is to be understood, however, that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed in a limiting sense.
제조예Manufacturing example 1: 플루오린 작용기를 갖는 환원된 산화 1: Reduced oxidation with fluorine functionality 그래핀Grapina 분산액 제조 Dispersion manufacturing
<환원된 산화 그래핀의 제조>≪ Production of reduced graphene graphene >
흑연 박편 4g을 황산용액 120ml가 들어있는 250ml 부피의 둥근 바닥 플라스크에 넣고 1시간 동안 교반하였다. 교반이 완료된 20분 후, 4g의 과망간산칼륨(KMnO4) 분말을 혼합물에 첨가하고, 45℃가 되도록 8시간 동안 서서히 가열시켜 산화 흑연을 제조하였다.4 g of graphite flakes were placed in a 250 ml volume round bottom flask containing 120 ml of sulfuric acid solution and stirred for 1 hour. 20 minutes after the stirring was completed, 4 g of potassium permanganate (KMnO 4 ) powder was added to the mixture, and the mixture was slowly heated to 45 캜 for 8 hours to prepare graphite oxide.
다음으로, 150ml의 증류수 및 17ml의 과산화수소(H2O2) 분산액을 앞서 제조한 산화 흑연에 첨가하여 산화 그래핀 혼합물을 제조하고, 상기 혼합액을 30분 동안 교반한 후 24시간 동안 유지시킨 후, 원심 분리하였다. 원심 분리된 산화 그래핀 혼합물을 투석 튜브로 옮기고, 증류수로 여러 번 세척한 후, 영하 60℃에서 48시간 동안 건조시킨 후, 그래핀 산화물을 수득하였다.Next, 150 ml of distilled water and 17 ml of hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) dispersion were added to the above-prepared graphite oxide to prepare an oxidized graphene mixture, the mixture was stirred for 30 minutes and then held for 24 hours, And centrifuged. The centrifuged graphene graphene mixture was transferred to a dialysis tube, washed several times with distilled water, and dried at minus 60 ° C for 48 hours to obtain graphene oxide.
수득한 그래핀 산화물 0.4g을 초음파 세척기를 사용하여 100ml의 증류수에서 90℃로 분산시켜 현탁액으로 제조하였다. 상기 현탁액에 4-(트리플루오린메틸)페닐 하이드라진(4-(Trifluoromethyl)phenyl hydrazine) 2ml를 첨가하고, 6시간 동안 교반한 후, 현탁액을 진공 필터 여과 및 메탄올 세정 후, 얻어진 고체를 60℃ 오븐에서 건조시켜 플루오린 작용기를 갖는 환원된 산화 그래핀(FrGO)을 제조하였다.0.4 g of the obtained graphene oxide was dispersed in 100 ml of distilled water at 90 캜 using an ultrasonic washing machine to prepare a suspension. 2 ml of 4- (trifluoromethyl) phenyl hydrazine was added to the suspension, and the suspension was stirred for 6 hours. After the suspension was vacuum filtered and washed with methanol, the solid obtained was placed in a 60 ° C oven To produce reduced oxidized graphene (FrGO) having a fluorine functional group.
<분산액의 제조><Preparation of Dispersion>
상기 방법에 의해 제조된 플루오린 작용기를 갖는 환원된 산화 그래핀을 아이소프로필 알코올(2-propanol) 용매에 2mg/ml 농도로 혼합한 후, 5분 동안 팁소니케이터(Tipsonicator)를 이용해 분산시켜 플루오린 작용기를 갖는 환원된 산화 그래핀 분산액을 제조하였다.The reduced graphene grains having fluorine functional groups prepared by the above method were mixed in a solvent of 2-propanol at a concentration of 2 mg / ml and dispersed for 5 minutes using a tiponicator A reduced oxidized graphene dispersion having fluorine functional groups was prepared.
실시예Example 1 One
실시예 1의 페로브스카이트 태양전지를 제조하기 위해, 제1전극으로 인듐주석산화물(ITO)이 사전증착된 기판을 아세톤, 증류수 및 이소프로필알콜 순서로 초음파 욕조에서 각각 20분간 교반한 후 80℃의 오븐에서 10분간 건조시켰다. 그 후, 기판을 30분 동안 자외선-오존처리하였다.In order to manufacture the perovskite solar cell of Example 1, a substrate on which indium tin oxide (ITO) had been pre-deposited as a first electrode was stirred in an ultrasonic bath for 20 minutes in the order of acetone, distilled water and isopropyl alcohol, Lt; 0 > C for 10 minutes. The substrate was then subjected to ultraviolet-ozone treatment for 30 minutes.
상기와 같이 준비된 인듐주석산화물 기판 상부에 산화 아연 분산액을 5000rpm으로 40초 동안 스핀코팅한 후 200℃에서 20분 동안 공기 중 건조시켜 산화아연(ZnO)으로된 제1전자 수송층을 제조하였다. A zinc oxide dispersion was spin-coated on the prepared indium tin oxide substrate at 5000 rpm for 40 seconds and then dried in air at 200 ° C for 20 minutes to prepare a first electron transport layer made of zinc oxide (ZnO).
이어서, 2000rpm으로 40초 동안 제2전자 수송층 상부에 플러렌 유도체 분산액을 2000rpm으로 40초 동안 스핀코팅한 후, 질소 분위기의 글로브 박스에서 100℃로 10분간 건조시켜 플러렌 유도체(C60)로된 제2전자 수송층을 제조하였다.Then, after 40 seconds Spin coating for the fullerene derivative dispersion with a second electron transport layer for 40 seconds by a 2000rpm 2000rpm, with a by 10 minutes drying in 100 ℃ fullerene derivative (C 60) in a glove box with a
CH3NH3I와 PbI2 가 1:1의 몰 비율로 다이메틸포름아마이드(dimethyformamide, DMF)에 35중량%로 용해된 분산액에 사이클로헥실피롤리돈(1-Cyclohexyl-2-pyrrolidone, CHP) 첨가제를 투입하여 광 흡수층 형성용 코팅액을 제조하였다.1-Cyclohexyl-2-pyrrolidone (CHP) was added to a dispersion in which CH 3 NH 3 I and PbI 2 were dissolved in dimethyl formamide (DMF) in a molar ratio of 1: An additive was added to prepare a coating liquid for forming a light absorbing layer.
상기와 같이 제조된 제1전자 수송층 상부에 광 흡수층 형성용 코팅액을 코팅한 후, 100℃에서 열처리하여 페로브스카이트 광 흡수층을 형성하였다.A coating solution for forming a light absorbing layer was coated on the first electron transporting layer prepared as described above and then heat-treated at 100 ° C to form a perovskite light absorbing layer.
상기 페로브스카이트 광 흡수층 상부에 2.5중량%의 PEDOT:PSS를 5000 rpm 코팅 후, 질소분위기의 글러브박스 내에서 100℃로 5분 동안 건조시켜 제1정공 수송층을 형성하였다.2.5 wt% of PEDOT: PSS was coated on the perovskite light absorbing layer at 5000 rpm and then dried at 100 ° C for 5 minutes in a nitrogen atmosphere atmosphere to form a first hole transporting layer.
제조예 1에서 제조된 플루오린 작용기를 갖는 환원된 산화 그래핀 분산액을 상기 제1전공 수송층 상부에 5000rpm 3회 스핀 코팅한 후 100℃ 5분 건조하여 제2정공 수송층을 형성하였다.The reduced graphene graphene dispersion solution prepared in Preparation Example 1 was spin-coated at a rate of 3,000 rpm for 3 minutes at 5,000 rpm and then dried at 100 ° C for 5 minutes to form a second hole transport layer.
상기 제1정공 수송층 상부에 열 증발기를 사용하여 몰리브덴 옥사이드와 은(각 두께 2.5 nm /100 nm)을 4.64mm2의 유효 면적을 가지도록 0.1A/s 및 1AA/s의 속도로 증착하여 제2전극을 제조하였다.Molybdenum oxide and silver (thickness 2.5 nm / 100 nm) were vapor-deposited on the first hole transport layer at a rate of 0.1 A / s and 1AA / s with an effective area of 4.64 mm 2 using a thermal evaporator, Electrode.
상기 과정을 통해 도 1에 나타낸 단면 구조를 갖는 이중 정공 수송층을 갖는 페로브스카이트 태양전지 시편을 제조하였다. 실시예 1의 페로브스카이트 태양전지 시편은 인듐주석산화물(ITO) 제1전극층, 산화아연(ZnO) 제1전자 수송층, 플러렌유도체(C60) 제2전자 수송층, 페로브스카이트 광 흡수층, PEDOT:PSS 제1정공 수송층, 플루오린 작용기를 갖는 환원된 산화 그래핀(FrGO) 제2정공 수송층 및 은(Ag)구조의 제2전극을 포함한다.Through the above process, a perovskite solar cell specimen having a double hole transporting layer having the sectional structure shown in FIG. 1 was prepared. The perovskite solar cell specimen of Example 1 is composed of indium tin oxide (ITO) first electrode layer, zinc oxide (ZnO) first electron transporting layer, fullerene derivative (C60) second electron transporting layer, perovskite light absorbing layer, PEDOT : A PSS first hole transporting layer, a reduced oxidized graphene (FrGO) second hole transporting layer having a fluorine functional group, and a second electrode of a silver (Ag) structure.
실시예 2Example 2
제조예 1에서 제조된 플루오린 작용기를 갖는 환원된 산화 그래핀 분산액을 상기 제1전공 수송층 상부에 5000rpm 1회 스핀 코팅한 후 100℃ 5분 건조하여 제2정공 수송층을 형성한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 수행하였다.Except that a reduced graphene graphene dispersion having a fluorine functional group prepared in Production Example 1 was spin-coated once on the top of the first precursor transport layer at 5000 rpm and then dried at 100 DEG C for 5 minutes to form a second hole transport layer The procedure of Example 1 was repeated.
실시예 3Example 3
제조예 1에서 제조된 플루오린 작용기를 갖는 환원된 산화 그래핀 분산액을 상기 제1전공 수송층 상부에 5000rpm 5회 스핀 코팅한 후 100℃ 5분 건조하여 제2정공 수송층을 형성한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 수행하였다.Except that a reduced graphene graphene dispersion having a fluorine functional group prepared in Production Example 1 was spin-coated at 5,000 rpm for 5 minutes on the first transport layer and dried at 100 ° C for 5 minutes to form a second hole transport layer The procedure of Example 1 was repeated.
비교예 1Comparative Example 1
비교예 1의 페로브스카이트 태양전지를 제조하기 위해, 제1전극으로 인듐주석산화물(ITO)이 사전증착된 기판을 아세톤, 증류수 및 이소프로필알콜 순서로 초음파 욕조에서 각각 20분간 교반한 후 80℃의 오븐에서 10분간 건조시켰다. 그 후, 기판을 30분 동안 자외선-오존처리하였다.In order to manufacture the perovskite solar cell of Comparative Example 1, a substrate in which indium tin oxide (ITO) was pre-deposited as a first electrode was stirred in an ultrasonic bath for 20 minutes in the order of acetone, distilled water and isopropyl alcohol, Lt; 0 > C for 10 minutes. The substrate was then subjected to ultraviolet-ozone treatment for 30 minutes.
상기와 같이 준비된 인듐주석산화물 기판 상부에 산화 아연 분산액을 5000rpm으로 40초 동안 스핀코팅한 후 200℃에서 20분 동안 공기 중 건조시켜 산화아연(ZnO)으로된 제1전자 수송층을 제조하였다. A zinc oxide dispersion was spin-coated on the prepared indium tin oxide substrate at 5000 rpm for 40 seconds and then dried in air at 200 ° C for 20 minutes to prepare a first electron transport layer made of zinc oxide (ZnO).
이어서, 2000rpm으로 40초 동안 제1전자 수송층 상부에 플러렌 유도체 분산액을 2000rpm으로 40초 동안 스핀코팅한 후, 질소 분위기의 글로브 박스에서 100℃로 10분간 건조시켜 플러렌유도체(C60)로된 제2전자 수송층을 제조하였다.Then, after 40 seconds Spin coating for the fullerene derivative dispersion to the first electron transport layer for 40 seconds by a 2000rpm 2000rpm, with a by 10 minutes drying in 100 ℃ fullerene derivative (C 60) in a glove box with a
CH3NH3I와 PbI2 가 1:1의 몰 비율로 다이메틸포름아마이드(dimethyformamide, DMF)에 35중량%로 용해된 분산액에 사이클로헥실피롤리돈(1-Cyclohexyl-2-pyrrolidone, CHP) 첨가제를 투입하여 광 흡수층 형성용 코팅액을 제조하였다.1-Cyclohexyl-2-pyrrolidone (CHP) was added to a dispersion in which CH 3 NH 3 I and PbI 2 were dissolved in dimethyl formamide (DMF) in a molar ratio of 1: An additive was added to prepare a coating liquid for forming a light absorbing layer.
상기와 같이 제조된 제1전자 수송층 상부에 광 흡수층 형성용 코팅액을 코팅한 후, 100℃에서 열처리하여 페로브스카이트 광 흡수층을 형성하였다.A coating solution for forming a light absorbing layer was coated on the first electron transporting layer prepared as described above and then heat-treated at 100 ° C to form a perovskite light absorbing layer.
상기 페로브스카이트 광 흡수층 상부에 2.5중량%의 PEDOT:PSS를 5000 rpm로 스핀코팅한 후, 질소분위기의 글러브박스 내에서 100℃로 5분 동안 건조시켜 제1정공 수송층을 형성하였다.2.5% by weight of PEDOT: PSS was spin-coated on the perovskite optical absorption layer at 5000 rpm and then dried at 100 ° C for 5 minutes in a nitrogen-atmosphere glove box to form a first hole transport layer.
상기 제1정공 수송층 상부에 열 증발기를 사용하여 몰리브덴 옥사이드와 은(각 두께 2.5 nm /100 nm)을 4.64mm2의 유효 면적을 가지도록 0.1A/s 및 1AA/s의 속도로 증착하여 제2전극을 제조하였다.Molybdenum oxide and silver (thickness 2.5 nm / 100 nm) were vapor-deposited on the first hole transport layer at a rate of 0.1 A / s and 1AA / s with an effective area of 4.64 mm 2 using a thermal evaporator, Electrode.
상기 과정을 통해 도 2에 나타낸 단면 구조를 갖는 단일 정공 수송층을 갖는 페로브스카이트 태양전지 시편을 제조하였다. 비교예 2의 페로브스카이트 태양전지 시편은 인듐주석산화물(ITO) 제1전극층, 산화아연(ZnO) 제1전자 수송층, 플러렌유도체(C60) 제2전자 수송층, 페로브스카이트 광 흡수층, PEDOT:PSS 제1정공 수송층 및 은(Ag)구조의 제2전극을 포함한다.Through the above process, a perovskite solar cell specimen having a single hole transport layer having a sectional structure shown in FIG. 2 was prepared. The perovskite solar cell specimen of Comparative Example 2 is composed of indium tin oxide (ITO) first electrode layer, zinc oxide (ZnO) first electron transporting layer, fullerene derivative (C60) second electron transporting layer, perovskite light absorbing layer, : A PSS first hole transporting layer and a second electrode of a silver (Ag) structure.
<성능 평가 방법> <Performance evaluation method >
상기 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 페로브스카이트 태양전지 시편에 대해, 성능 평가를 수행한 후 각각의 결과를 도 3 내지 도 7 및 표 1 내지 표 2에 나타내었다. The performance of the perovskite solar cell specimens prepared in Example 1 and Comparative Example 1 was evaluated, and the results are shown in FIGS. 3 to 7 and Tables 1 to 2, respectively.
1) 일함수의 측정: 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에서 제조된 페로브스카이트 태양전지 시편에 대해 자외선 광전자 분광기기 (UPS) (AXIS-NOVA, Kratos Inc.)를 이용하여 전자분광법을 통해, 10 ~ 20 eV 정도의 극자외선 (extreme UV) 영역의 빛을 조사하였을 때 시료의 가전자 영역으로부터 방출되는 전자의 세기를 측정하고, 정공 수송층에 대한 일함수를 측정하였다. 결과를 도 3 및 표 1에 나타내었다.1) Measurement of work function: The perovskite solar cell specimens prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 were subjected to electron spectroscopy using an ultraviolet photoelectron spectroscopy apparatus (UPS) (AXIS-NOVA, Kratos Inc.) The intensity of the electrons emitted from the electron emitter region of the sample was measured and the work function of the hole transport layer was measured when the light of the extreme UV region of about 10 to 20 eV was irradiated. The results are shown in Fig. 3 and Table 1.
2) 정공 수송 능력 평가: 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 페로브스카이트 태양전지 시편에 대해 Solartron 1260 Impedance/gain-phase analyzer 기기로 임피던스 분석을 실시하여 일정 주파수 범위에 걸쳐 임피던스(인덕턴스, 정전용량 및 저항)를 측정한 후, 정공 수송 능력을 평가하였다. 결과를 도 4 및 표 1에 나타내었다.2) Evaluation of Hole Transport Capacity: The perovskite solar cell specimens prepared in Example 1 and Comparative Example 1 were subjected to impedance analysis using a Solartron 1260 Impedance / gain-phase analyzer, and impedance (inductance, Capacitance and resistance) were measured, and then the hole transport ability was evaluated. The results are shown in FIG. 4 and Table 1.
3) 대기 환경에 대한 소자 광전변환효율 측정: 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 페로브스카이트 태양전지 시편에 대해 밀봉하지 않고 상온 대기중에서 30일간 방치 후, 측정된 대기 환경에 대한 페로브스카이트 태양전지의 광전변환효율을 각각 측정하였다. 또한, 이의 감소율을 하기 식 1에 따라 산출하였다. 결과를 도 5 및 표 1에 나타내었다.3) Measurement of element photoelectric conversion efficiency for atmospheric environment: The perovskite solar cell specimens prepared in Example 1 and Comparative Example 1 were left unsealed for 30 days in a room temperature atmosphere, and then measured for perovskite The photoelectric conversion efficiency of the skate solar cell was measured. The reduction rate thereof was calculated according to the following equation (1). The results are shown in FIG. 5 and Table 1.
[식 1][Formula 1]
감소율 = 제작 직후 측정한 효율 / 30일 경과 후 측정한 효율 × 100Reduction rate = efficiency measured immediately after production / efficiency measured after 30 days × 100
4) 전류-전압 곡선의 측정: 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 페로브스카이트 태양전지 시편에 대해 AM 1.5 조건에서 100 mW/cm2 세기의 빛을 조사할 수 있는 Oriel Sol3A사의 Class AAA solar simulator를 이용하여 광원을 형성한 후, 전류밀도-전압 특성 변화를 Keithley 2400 source meter를 이용하여 측정하여 그래프로 나타내었다. 결과를 도 6 및 표 2에 나타내었다.4) Measurement of current-voltage curve: Perovskite solar cell specimens prepared in Example 1 and Comparative Example 1 were irradiated with light of 100 mW / cm 2 intensity under the condition of AM 1.5, and Class AAA After forming a light source using a solar simulator, the current density-voltage characteristics were measured using a Keithley 2400 source meter. The results are shown in FIG. 6 and Table 2.
5) 접촉각(contact angle) 측정: 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 페로브스카이트 태양전지 시편에 일정양의 초순수(DI water)를 적하하고, 정적 접촉각 측정 방법에 따라 시편 표면상에 형성된 액적에 대해 3개의 상(시편의 표면, 액적, 액적 외부의 기상)이 만나는 점에서의 고체표면 접선과 액체표면 접선이 이루는 각도를 CCD 카메라로 촬영하고, Young-Dupre equation을 이용하여 접촉각을 측정하였다. 결과를 도 7 및 표 1에 나타내었다.5) Measurement of contact angle: A certain amount of DI water was dropped onto the perovskite solar cell specimen prepared in Example 1 and Comparative Example 1, and the contact angle was measured using a static contact angle measuring method The angle between the tangent to the solid surface and the tangent to the liquid surface at the point where the three phases (surface of the specimen, droplet, vapor outside the droplet) meet is measured with a CCD camera, and the contact angle is measured using the Young-Dupre equation Respectively. The results are shown in FIG. 7 and Table 1.
(eV)Work function
(eV)
재결합 저항(Ω)Electron-hole
Rejoining Resistance (Ω)
(°)Contact angle
(°)
감소율(%)Photoelectric conversion efficiency
Decrease (%)
(V)Voltage
(V)
(mA/cm2)Short circuit current density
(mA / cm 2 )
(%)Fill factor
(%)
(%)Photoelectric conversion efficiency
(%)
(Ω/cm2)Series resistance
(Ω / cm 2 )
(Ω/cm2)Parallel resistance
(Ω / cm 2 )
도 1은 실시예 1의 페로브스카이트 태양전지의 단면 구조를 나타낸 것이다. 이러한 실시예 1의 페로브스카이트 태양전지(100)는 기판(110), 제1전극(120), 제1전자 수송층(130), 제2전자 수송층(140), 광 흡수층(150), 제1정공 수송층(160), 제2정공 수송층(170) 및 제2전극(180)을 포함한다. Fig. 1 shows a cross-sectional structure of a perovskite solar cell according to Example 1. Fig. The perovskite
도 2는 비교예 1의 페로브스카이트 태양전지의 단면 구조를 나타낸 것이다. 이러한 비교예 1의 페로브스카이트 태양전지(100)는 기판(110), 제1전극(120), 제1전자 수송층(130), 제2전자 수송층(140), 광 흡수층(150), 제1정공 수송층(160) 및 제2전극(180)을 포함한다.2 shows a cross-sectional structure of a perovskite solar cell of Comparative Example 1. The perovskite
도 3은 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 시편의 정공 수송층에 대한 전자분광법(UPS) 데이터를 나타내는 그래프이다. 이를 통해, 단일 전공 수송층을 이용한 비교예 1에 비하여 본 발명과 같이 플루오린 작용기를 산화 그래핀을 이용하여 이중 정공 수송층을 형성한 실시예 1의 일함수가 4.80 eV 에서 4.99 eV로 향상됨을 알 수 있다. 3 is a graph showing electron spectroscopy (UPS) data of the hole transport layer of the sample prepared in Example 1 and Comparative Example 1. FIG. As a result, it can be seen that the work function of Example 1 in which a double hole transport layer is formed using oxidized graphene is 4.80 eV to 4.99 eV as compared with Comparative Example 1 using a single electron transport layer have.
도 4는 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 시편의 정공 수송층에 대한 임피던스 분석 데이터이다. 이를 통해, 비교예 1에 비하여 본 발명 실시예 1의 정공 수송층의 전자-전공 재결합 저항이 143Ω에서 237Ω로 약 1.7배 향상되어 정공 수송층 계면에서의 정공 수송능력이 증가했음을 알 수 있다.4 is impedance analysis data of the hole transport layer of the sample prepared in Example 1 and Comparative Example 1. Fig. As a result, the electron-hole recombination resistance of the hole transport layer of Example 1 of the present invention was improved by about 1.7 times from 143? To 237? As compared with Comparative Example 1, and the hole transport ability at the interface of the hole transport layer was increased.
도 5는 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 페로브스카이트 태양전지 시편에 대한 대기 중 공기 중 소자 광전변환효율 감소 데이터 결과를 나타낸 데이터이다. 이를 통해, 비교예 1에 비하여 본 발명 실시예 1의 30일 기준으로 측정된 대기 중 페로브스카이트 태양전지의 광전변환효율 감소율이 36%에서 70%로 향상되어 일반적인 대기 환경에서 더욱 안정함을 알 수 있다.FIG. 5 is a graph showing the results of data on the photoelectric conversion efficiency of atmospheric air photoelectric conversion efficiency of the perovskite solar cell specimens manufactured in Example 1 and Comparative Example 1. As a result, the photovoltaic conversion efficiency reduction rate of the atmospheric perovskite solar cell measured from 30 days of Example 1 of the present invention was improved from 36% to 70% as compared with Comparative Example 1, Able to know.
도 6은 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 페로브스카이트 태양전지 시편에 대한 전류-전압 곡선을 나타낸다. 또한, 표 2는 도 8의 전류-전압 곡선을 통해 얻은 시편들의 성능평가 결과를 나타낸 것이다. 이를 통해, 비교예 1에 비하여 본 발명 실시예 1의 페로브스카이트 태양전지는 개방전압 10.64%, 단락전류 밀도 5.71%, 채움인자 22.97%, 광전변환효율 44.66% 직렬저항 4.23% 및 병렬저항 83.74%가 향상됐음을 알 수 있다.Fig. 6 shows current-voltage curves for the perovskite solar cell specimens produced in Example 1 and Comparative Example 1. Fig. Table 2 shows the performance evaluation results of the specimens obtained through the current-voltage curve of FIG. As a result, the perovskite solar cell of Example 1 of the present invention had an open voltage of 10.64%, a short circuit current density of 5.71%, a fill factor of 22.97%, a photoelectric conversion efficiency of 44.66%, a serial resistance of 4.23%, and a parallel resistance of 83.74 % Is improved.
도 7은 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 페로브스카이트 태양전지 시편에 대한 대기 환경에 대한 안정성을 접촉각(contact angle) 측정 결과를 나타낸 데이터이다. 이를 통해, 비교예 1에 비하여 본 발명 실시예 1의 계면 접촉각이 95.2 에서 104.1로 약 1.7배 향상되어 정공 수송층 계면에서의 정공 수송능력이 증가했음을 알 수 있다.7 is data showing contact angle measurement results of the stability of the perovskite solar cell specimens manufactured in Example 1 and Comparative Example 1 against the atmospheric environment. As a result, the interface contact angle of Example 1 of the present invention was improved by about 1.7 times from 95.2 to 104.1 as compared with Comparative Example 1, indicating that the hole transport ability at the interface of the hole transport layer was increased.
상기 결과를 통해 본 발명을 통한 플로오린 작용기를 갖는 환원된 산화 그래핀을 이용한 이중 정공 수송층 및 이를 기반으로 한 페로브스카이트 태양전지의 성능이 향상됐음을 제시한다.The results show that the performance of the dual hole transport layer using the reduced oxidized graphene having a fluorine functional group and the perovskite solar cell based thereon is improved through the present invention.
Claims (19)
상기 이중 정공 수송층은 PEDOT:PSS를 포함하는 제1정공 수송층; 및 할로겐 함유 작용기를 갖는 환원된 산화 그래핀을 포함하는 제2정공 수송층;이 순차적으로 형성된 것인 페로브스카이트 태양전지.
An electron transport layer, a light absorption layer, a double hole transport layer, and a second electrode sequentially formed on a substrate,
Wherein the double hole transport layer comprises a first hole transport layer comprising PEDOT: PSS; And a second hole transport layer comprising reduced graphene grains having a halogen-containing functional group are sequentially formed.
상기 할로겐 함유 작용기는 플루오린 함유 작용기인 페로브스카이트 태양전지.
The method according to claim 1,
Wherein the halogen-containing functional group is a fluorine-containing functional group.
상기 할로겐 함유 작용기는 4-(트리플루오로메틸)-페닐하이드라진, 2,3,5,6-(테트라플루오로)-페닐하이드라진, (4-플루오로페닐)티오우레아, (2,5-디플루오로페닐) 티오우레아, (3-플루오로페닐)티오우레아 중 1종 이상의 화합물로부터 유래되는 것인 페로브스카이트 태양전지.
3. The method of claim 2,
The halogen-containing functional group is selected from the group consisting of 4- (trifluoromethyl) -phenylhydrazine, 2,3,5,6- (tetrafluoro) -phenylhydrazine, (4-fluorophenyl) thiourea, Fluorophenyl) thiourea, (3-fluorophenyl) thiourea. ≪ / RTI >
상기 제2정공 수송층은 할로겐 함유 작용기를 갖는 환원된 산화 그래핀 및 분산매를 포함하는 분산액의 건조물이고,
상기 분산매는 탄소수 1 내지 10의 알코올을 포함하는 것인 페로브스카이트 태양전지.
The method according to claim 1,
Wherein the second hole transport layer is a dried product of a dispersion liquid comprising reduced graphene grains having a halogen-containing functional group and a dispersion medium,
Wherein the dispersion medium comprises an alcohol having 1 to 10 carbon atoms.
상기 기판은 플라스틱 기판, 유리 기판, 석영 기판, 실리콘 기판, 금속 기판 및 갈륨 비소 기판 중 1종 이상을 포함하는 것인 페로브스카이트 태양전지.
The method according to claim 1,
Wherein the substrate comprises at least one of a plastic substrate, a glass substrate, a quartz substrate, a silicon substrate, a metal substrate, and a gallium arsenide substrate.
상기 제1전극은 인듐 틴 옥사이드(ITO), 플루오린 틴 옥사이드(FTO), 알루미늄 징크 옥사이드(AZO), 니오븀 티타늄 옥사이드(NTO), 징크 틴 옥사이드(ZTO) 및 인듐 징크 틴 옥사이드(IZTO) 중 1종 이상을 포함하는 투명 전극인 페로브스카이트 태양전지.
The method according to claim 1,
The first electrode may be formed of one of indium tin oxide (ITO), fluorine tin oxide (FTO), aluminum zinc oxide (AZO), niobium titanium oxide (NTO), zinc tin oxide (ZTO), and indium zinc tin oxide A perovskite solar cell that is a transparent electrode containing more than two species.
상기 전자 수송층은 제1전자 수송층 및 제2전자 수송층을 포함하는 다층 구조이고,
상기 제1전자 수송층은 타이타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 스트론튬(Sr), 징크(Zn), 인듐(In), 란타넘(La), 바나듐(V), 몰리브데넘(Mo), 텅스텐(W), 틴(Sn), 나이오븀(Nb), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 바륨(Ba), 알루미늄(Al), 이트륨(Y), 스칸듐(Sc), 사마륨(Sm), 갈륨(Ga), 플루오린(F), 스트론튬타이타늄(SrTi) 및 이들의 산화물 중 1종 이상을 포함하고,
상기 제2전자 수송층은 플러렌 유도체를 포함하는 페로브스카이트 태양전지.
The method according to claim 1,
Wherein the electron transporting layer has a multilayer structure including a first electron transporting layer and a second electron transporting layer,
The first electron transporting layer may be formed of one selected from the group consisting of Ti, Zr, Sr, Zn, In, L, V, Mo, (W), Sn, Nb, Mg, Ca, Ba, Al, Y, Sc, At least one of gallium (Ga), fluorine (F), strontium titanium (SrTi), and oxides thereof,
And the second electron transporting layer comprises a fullerene derivative.
상기 제2전극은 은(Ag), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 텅스텐(W), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 금(Au), 니켈(Ni) 및 팔라듐(Pd) 중 1종 이상을 포함하는 것인 페로브스카이트 태양전지.
The method according to claim 1,
The second electrode may be formed of at least one selected from the group consisting of Ag, Al, Pt, W, Cu, Mo, Au, Ni, Wherein the perovskite solar cell comprises at least one species of perovskite solar cell.
상기 광 흡수층은 하기 화학식 1로 표시되는 페로브스카이트 화합물을 포함하는 것인 페로브스카이트 태양전지.
[화학식 1]
ABX3
상기 화학식 1에서, A는 탄소수 1 내지 10의 탄화수소기로 치환된 암모늄, B는 Pb 또는 Sn 이고, X는 산소 또는 할로겐 원자이다.
The method according to claim 1,
Wherein the light absorbing layer comprises a perovskite compound represented by the following formula (1).
[Chemical Formula 1]
ABX 3
In Formula 1, A is ammonium substituted with a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, B is Pb or Sn, and X is oxygen or a halogen atom.
상기 광 흡수층 상부에 PEDOT:PSS를 포함하는 제1정공 수송층을 형성한 후, 상기 제1정공 수송층 상부에 할로겐 함유 작용기를 갖는 환원된 산화 그래핀 및 분산매를 포함하는 분산액을 코팅하여 제2정공 수송층을 형성하여 이중 정공 수송층을 형성하고,
상기 이중 정공 수송층 상에 제2전극을 형성하는 것을 포함하는 페로브스카이트 태양전지 제조 방법.
A first electrode, an electron transport layer, and a light absorption layer are sequentially formed on a substrate,
A first hole transport layer containing PEDOT: PSS is formed on the light absorption layer, and then a dispersion containing a reduced oxidation graphene having a halogen-containing functional group and a dispersion medium is coated on the first hole transport layer to form a second hole transport layer To form a double hole transporting layer,
And forming a second electrode on the double hole transporting layer.
상기 할로겐 함유 작용기는 플루오린 함유 작용기이고,
상기 플루오린 함유 작용기는 4-(트리플루오로메틸)-페닐하이드라진, 2,3,5,6-(테트라플루오로)-페닐하이드라진, (4-플루오로페닐)티오우레아, (2,5-디플루오로페닐) 티오우레아, (3-플루오로페닐)티오우레아 중 1종 이상의 화합물로부터 유래되는 것인 페로브스카이트 태양전지 제조 방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the halogen-containing functional group is a fluorine-containing functional group,
The fluorine-containing functional group is selected from the group consisting of 4- (trifluoromethyl) -phenylhydrazine, 2,3,5,6- (tetrafluoro) -phenylhydrazine, (4-fluorophenyl) thiourea, Difluorophenyl) thiourea, and (3-fluorophenyl) thiourea. 2. A method for manufacturing a perovskite solar cell, comprising:
상기 분산매는 탄소수 1 내지 10의 알코올을 포함하는 것인 페로브스카이트 태양전지 제조 방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the dispersion medium contains an alcohol having 1 to 10 carbon atoms.
상기 분산액의 고형물 농도는 1 mg/ml 내지 10 mg/ml인 페로브스카이트 태양전지 제조 방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the solid concentration of the dispersion is from 1 mg / ml to 10 mg / ml.
상기 분산액의 코팅은 1 rpm 내지 9000 rpm으로 스핀 코팅되는 것인 페로브스카이트 태양전지 제조 방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the coating of the dispersion is spin-coated at 1 rpm to 9000 rpm.
상기 기판은 플라스틱 기판, 유리 기판, 석영 기판, 실리콘 기판, 금속 기판 및 갈륨 비소 기판 중 1종 이상을 포함하는 것인 페로브스카이트 태양전지 제조 방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the substrate comprises at least one of a plastic substrate, a glass substrate, a quartz substrate, a silicon substrate, a metal substrate, and a gallium arsenide substrate.
상기 제1전극은 인듐 틴 옥사이드(ITO), 플루오린 틴 옥사이드(FTO), 알루미늄 징크 옥사이드(AZO), 니오븀 티타늄 옥사이드(NTO), 징크 틴 옥사이드(ZTO) 및 인듐 징크 틴 옥사이드(IZTO) 중 1종 이상을 포함하는 투명 전극인 페로브스카이트 태양전지 제조 방법.
11. The method of claim 10,
The first electrode may be formed of one of indium tin oxide (ITO), fluorine tin oxide (FTO), aluminum zinc oxide (AZO), niobium titanium oxide (NTO), zinc tin oxide (ZTO), and indium zinc tin oxide Wherein the transparent electrode is a transparent electrode containing at least one species.
상기 전자 수송층은 제1전자 수송층 및 제2전자 수송층을 포함하는 다층 구조이고,
상기 제1전자 수송층은 타이타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 스트론튬(Sr), 징크(Zn), 인듐(In), 란타넘(La), 바나듐(V), 몰리브데넘(Mo), 텅스텐(W), 틴(Sn), 나이오븀(Nb), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 바륨(Ba), 알루미늄(Al), 이트륨(Y), 스칸듐(Sc), 사마륨(Sm), 갈륨(Ga), 플루오린(F), 스트론튬타이타늄(SrTi) 및 이들의 산화물 중 1종 이상을 포함하고,
상기 제2전자 수송층은 플러렌 유도체를 포함하는 페로브스카이트 태양전지 제조 방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the electron transporting layer has a multilayer structure including a first electron transporting layer and a second electron transporting layer,
The first electron transporting layer may be formed of one selected from the group consisting of Ti, Zr, Sr, Zn, In, L, V, Mo, (W), Sn, Nb, Mg, Ca, Ba, Al, Y, Sc, At least one of gallium (Ga), fluorine (F), strontium titanium (SrTi), and oxides thereof,
Wherein the second electron transport layer comprises a fullerene derivative.
상기 제2전극은 은(Ag), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 텅스텐(W), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 금(Au), 니켈(Ni) 및 팔라듐(Pd) 중 1종 이상을 포함하는 것인 페로브스카이트 태양전지 제조 방법.
The method according to claim 1,
The second electrode may be formed of at least one selected from the group consisting of Ag, Al, Pt, W, Cu, Mo, Au, Ni, Wherein the perovskite solar cell comprises at least one species of perovskite solar cell.
상기 광 흡수층은 하기 화학식 1로 표시되는 페로브스카이트 화합물을 포함하는 것인 페로브스카이트 태양전지 제조 방법.
[화학식 1]
ABX3
상기 화학식 1에서, A는 탄소수 1 내지 10의 탄화수소기로 치환된 암모늄, B는 Pb 또는 Sn 이고, X는 I, Br 또는 Cl 이다.
The method according to claim 1,
Wherein the light absorbing layer comprises a perovskite compound represented by the following formula (1).
[Chemical Formula 1]
ABX 3
Wherein A is ammonium substituted with a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, B is Pb or Sn, and X is I, Br or Cl.
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