KR20190079136A - A perovskite solar cell with improved safety - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 광 흡수층과 정공 전달층 간의 계면 특성이 향상되어 안전성이 높은 페로브스카이트 태양전지에 관한 것이다.The present invention relates to a perovskite solar cell having improved interfacial characteristics between a light absorbing layer and a hole transporting layer and having high safety.
페로브스카이트 태양전지는 페로브스카이트(ABX3) 구조의 광 흡수 물질을 기반으로 한 고체상 태양전지를 말한다. Perovskite solar cells are solid state solar cells based on perovskite (ABX 3 ) light absorbing materials.
페로브스카이트 태양전지는 흡광 계수가 매우 높아 서브마이크로미터 두께에서도 효과적으로 태양광을 흡수할 수 있고, 이에 따라 광전 변환 효율(power conversion efficiency, PCE)이 약 20%에 달하는 등 효율이 좋아 최근 많은 주목을 받고 있다.Perovskite solar cells have a very high extinction coefficient and can effectively absorb sunlight even at submicrometer thickness. As a result, the power conversion efficiency (PCE) is about 20% It is getting attention.
이의 일환으로 한국 등록특허 제10-1543438호는 페로브스카이트 태양전지의 정공 전달층에 탄소 나노 튜브 등의 전도도 필러를 첨가하여 광전 변환 효율을 개선하였다.As a part of this, Korean Patent No. 10-1543438 improves photoelectric conversion efficiency by adding a conductive filler such as a carbon nanotube to a hole transport layer of a perovskite solar cell.
또한 한국 등록특허 제10-1578875호는 페로브스카이트 태양전지에 정공 차단층을 도입하여 전자의 이동을 원활하게 하였다.In addition, Korean Patent No. 10-1578875 introduces a hole blocking layer in a perovskite solar cell to facilitate the movement of electrons.
다만 위와 같은 종래기술에 따른 페로브스카이트 태양전지는 정공 전달 물질로 내열성이 좋지 않은 Spiro-OMeTAD((2,2',7,7'-테트라키스(N,N-디-p-메톡시페닐아민)9,9'-스피로비플루오렌)), PTAA(폴리(트리아릴아민)) 등을 사용하므로 자동차용으로 적용하기 어렵다는 한계가 있다.However, the perovskite solar cell according to the related art as described above has a problem in that Spiro-OMeTAD ((2,2 ', 7,7'-tetrakis (N, N-di- Phenylamine) 9,9'-spirobifluorene)), PTAA (poly (triarylamine)), and the like.
페로브스카이트 태양전지를 자동차에 적용하기 위해서는 접합필름을 이용하여 차량부품에 일체화해야 하는데, 이 때 공정 온도가 110℃ 이상으로 올라간다. 또한 자동차가 주행을 시작하면 그 온도가 약 100℃까지 상승한다.In order to apply perovskite solar cells to automobiles, it is necessary to integrate them into vehicle parts by using a bonding film. At this time, the process temperature rises to 110 ° C or more. When the vehicle starts to run, the temperature rises to about 100 ° C.
종래의 Spiro-OMeTAD, PTAA와 같은 정공 전달 물질은 90 ~ 120℃ 정도에서 상전이(열적 전이)가 발생하여 광전 변환 효율이 급격히 떨어지고, 계면 부착력이 저하되어 광 흡수층으로부터 박리(delamination)되는 등의 문제가 있어 자동차용 페로브스카이트 태양전지에 적용할 수 없다.Conventional hole transport materials such as Spiro-OMeTAD and PTAA exhibit phase transition (thermal transition) at about 90 to 120 ° C, resulting in a sudden drop in photoelectric conversion efficiency, deterioration in interfacial adhesion, and delamination from the light absorption layer Which can not be applied to automotive perovskite solar cells.
본 발명은 위와 같은 종래 기술의 문제점 및 한계를 해소하기 위한 것으로 다음과 같은 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems and limitations of the prior art.
본 발명의 목적은 내열성 및 내구성이 우수한 정공 전달 물질로 구성된 정공 전달층을 포함하는 페로브스카이트 태양전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a perovskite solar cell including a hole transporting layer composed of a hole transporting material having excellent heat resistance and durability.
또한 본 발명의 목적은 광전 변환 효율이 높고, 정공 전달층과 광 흡수층 간의 계면 부착력이 향상된 페로브스카이트 태양전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is also an object of the present invention to provide a perovskite solar cell having a high photoelectric conversion efficiency and improved interfacial adhesion between the hole transport layer and the light absorption layer.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않는다. 본 발명의 목적은 이하의 설명으로 보다 분명해 질 것이며, 특허청구범위에 기재된 수단 및 그 조합으로 실현될 것이다.The object of the present invention is not limited to the above-mentioned object. The objects of the present invention will become more apparent from the following description, which will be realized by means of the appended claims and their combinations.
본 발명에 따른 안정성이 향상된 페로브스카이트 태양전지는 지지 기판, 상기 지지 기판 상에 형성된 제1 전극, 상기 제1 전극 상에 형성된 전자 전달층, 상기 전자 전달층 상에 형성되고, 큐빅(Cubic) 결정 구조를 갖는 페로브스카이트 화합물을 포함하는 광 흡수층, 상기 광 흡수층 상에 형성되고 정공 전달 물질을 포함하는 정공 전달층 및 상기 정공 전달층 상에 형성된 제2 전극을 포함하고, 상기 광 흡수층과 상기 정공 전달층 간에 계면이 형성되며, 상기 계면은 지지 기판의 면에 대한 상기 페로브스카이트 화합물의 결정면의 배향 각도가 20° ~ 30°인 제1 계면; 및 상기 지지 기판의 면에 대한 상기 페로브스카이트 화합물의 결정면의 배향 각도가 50° ~ 60°인 제2 계면을 포함한다.A perovskite solar cell having improved stability according to the present invention includes a support substrate, a first electrode formed on the support substrate, an electron transport layer formed on the first electrode, a second electrode formed on the electron transport layer, ) Crystal structure, a hole transporting layer formed on the light absorbing layer and including a hole transporting material, and a second electrode formed on the hole transporting layer, wherein the light absorbing layer comprises a perovskite compound, And an interface between the hole transporting layer and the hole transporting layer is formed, and the interface includes a first interface having an orientation angle of the crystal plane of the perovskite compound with respect to the surface of the support substrate of 20 to 30 degrees; And a second interface in which the orientation angle of the crystal plane of the perovskite compound with respect to the surface of the support substrate is 50 ° to 60 °.
상기 페로브스카이트 화합물은 하기 화학식1으로 표현되는 것일 수 있다.The perovskite compound may be represented by the following general formula (1).
[화학식1][Chemical Formula 1]
ABX3 ABX 3
여기서, 상기 A는 포름아미디늄(Formamidinium, FA), 메틸암모늄(Methylammonium, MA) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 것이고, 상기 B는 납(Pb), 주석(Sn) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 것이며, 상기 X는 염소(Cl), 브롬(Br), 요오드(I) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 것이다.Here, A is selected from the group consisting of Formamidinium (FA), Methylammonium (MA), and combinations thereof, and B is selected from the group consisting of lead (Pb), tin (Sn) And X is selected from the group consisting of chlorine (Cl), bromine (Br), iodine (I), and combinations thereof.
상기 정공 전달 물질은 하기 화학식2의 단위체 구조를 갖는 화합물일 수 있다. The hole transport material may be a compound having a unit structure represented by the following formula (2).
[화학식2](2)
MLML
여기서, 상기 M은 구리(Cu), 아연(Zn), 철(Fe), 마그네슘(Mg), 코발트(Co), 니켈(Ni) 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 금속이고, 상기 L은 금속(M) 이온과 배위 결합하는 프탈로시아닌계 리간드 화합물이다.Here, M is a metal selected from the group consisting of copper (Cu), zinc (Zn), iron (Fe), magnesium (Mg), cobalt (Co), nickel (Ni) Is a phthalocyanine-based ligand compound that is coordinatively bonded to the (M) ion.
상기 정공 전달 물질은 하기 화학식3으로 표현되는 단위체 구조를 갖는 화합물일 수 있다.The hole transport material may be a compound having a unit structure represented by the following formula (3).
[화학식3](3)
여기서 상기 M은 구리(Cu), 아연(Zn), 철(Fe), 마그네슘(Mg), 코발트(Co), 니켈(Ni) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것일 수 있고, 상기 R은 치환된 또는 비치환된 C1 -20 알킬기일 수 있다.Wherein M may be selected from the group consisting of copper (Cu), zinc (Zn), iron (Fe), magnesium (Mg), cobalt (Co), nickel (Ni) the or may be a unsubstituted C 1 -20 alkyl.
상기 정공 전달 물질이 입자상으로서, 판상 형태인 것일 수 있다. The hole-transporting material may be in a particulate form and in a plate form.
상기 제2 계면에서 정공 전달 물질의 판상면이 상기 페로브스카이트 화합물의 결정면과 면 접촉을 하는 것일 수 있다. And the plate surface of the hole transport material at the second interface makes a surface contact with the crystal plane of the perovskite compound.
상기 정공 전달층에 포함된 정공 전달 물질 중 80% ~ 90%가 그 판상면이 상기 제2 계면과 평행한 것일 수 있다.And 80% to 90% of the hole transferring material contained in the hole transporting layer may have a plate surface parallel to the second interface.
본 발명에 따르면 내열성 및 내구성이 우수하여 자동차에 적용할 수 있는 페로브스카이트 태양전지를 얻을 수 있다.According to the present invention, a perovskite solar cell which is excellent in heat resistance and durability and applicable to automobiles can be obtained.
본 발명에 따르면 광전 변환 효율이 높고, 정공 전달층과 광 흡수층 간의 계면 부착력이 향상된 페로브스카이트 태양전지를 얻을 수 있다.According to the present invention, a perovskite solar cell having a high photoelectric conversion efficiency and improved interfacial adhesion between the hole transport layer and the light absorption layer can be obtained.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 한정되지 않는다. 본 발명의 효과는 이하의 설명에서 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above. It should be understood that the effects of the present invention include all reasonably possible effects in the following description.
도 1은 본 발명에 따른 페로브스카이트 태양전지의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에서 형성한 광 흡수층의 표면에 대한 SEM(Scanning electron microscope) 이미지이다.
도 3(a)는 본 발명의 실시예에서 형성한 광 흡수층(Perovskite)과 정공 전달층(CuPC)의 단면에 대한 SEM 이미지이다. 도 3(b)는 도 3(a)를 확대한 것이다.
도 4(a) 및 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 페로브스카이트 태양전지의 광 흡수층과 정공 전달층의 계면을 분석한 결과이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 페로브스카이트 태양전지의 광 흡수층과 정공 전달층의 계면을 도시한 것이다.
도 6(a) 및 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 페로브스카이트 태양전지에 대한 열사이클 성능 평가 결과이다.
도 7(a)는 본 발명의 실시예에 따른 페로브스카이트 태양전지에 대해 열사이클 테스트를 한 뒤, 그 광전 변환 효율을 측정한 결과이다.
도 7(b)는 정공 전달 물질로 PTAA를 사용한 페로브스카이트 태양전지에 대해 열사이클 테스트를 한 뒤, 그 광전 변환 효율을 측정한 결과이다.
도 8은 비교예에서 형성한 광 흡수층의 표면에 대한 SEM 이미지이다.
도 9는 비교예에 따른 페로브스카이트 태양전지의 광 흡수층과 정공 전달층의 계면을 분석한 결과이다.
도 10은 실시예 및 비교예에 따른 페로브스카이트 태양전지의 효율을 측정한 결과이다.1 is a cross-sectional view of a perovskite solar cell according to the present invention.
2 is an SEM (Scanning Electron Microscope) image of the surface of the light absorbing layer formed in the embodiment of the present invention.
3 (a) is an SEM image of a cross section of a light absorbing layer (Perovskite) and a hole transporting layer (CuPC) formed in an embodiment of the present invention. Fig. 3 (b) is an enlarged view of Fig. 3 (a).
4A and 4B are cross-sectional views of a light absorbing layer and a hole transporting layer of a perovskite solar cell according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 illustrates an interface between a light absorption layer and a hole transport layer of a perovskite solar cell according to an embodiment of the present invention.
6 (a) and 6 (b) are results of thermal cycle performance evaluation of the perovskite solar cell according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 (a) is a result of measuring the photoelectric conversion efficiency of a perovskite solar cell according to an embodiment of the present invention after performing a thermal cycle test.
FIG. 7 (b) is a result of a thermal cycle test of a perovskite solar cell using PTAA as a hole transport material, and then measuring the photoelectric conversion efficiency thereof.
8 is an SEM image of the surface of the light absorbing layer formed in the comparative example.
9 is a result of analyzing the interface between the light absorbing layer and the hole transporting layer of the perovskite solar cell according to the comparative example.
10 shows the results of measurement of the efficiency of a perovskite solar cell according to Examples and Comparative Examples.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features, and advantages of the present invention will become more readily apparent from the following description of preferred embodiments with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are shown enlarged from the actual for the sake of clarity of the present invention. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "하부에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like refer to the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof. Also, where a portion such as a layer, film, region, plate, or the like is referred to as being "on" another portion, this includes not only the case where it is "directly on" another portion, but also the case where there is another portion in between. On the contrary, when a part such as a layer, film, region, plate or the like is referred to as being "under" another part, it includes not only the case where it is "directly underneath" another part but also another part in the middle.
달리 명시되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 성분, 반응 조건, 폴리머 조성물 및 배합물의 양을 표현하는 모든 숫자, 값 및/또는 표현은, 이러한 숫자들이 본질적으로 다른 것들 중에서 이러한 값을 얻는 데 발생하는 측정의 다양한 불확실성이 반영된 근사치들이므로, 모든 경우 "약"이라는 용어에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 기재에서 수치범위가 개시되는 경우, 이러한 범위는 연속적이며, 달리 지적되지 않는 한 이러한 범 위의 최소값으로부터 최대값이 포함된 상기 최대값까지의 모든 값을 포함한다. 더 나아가, 이러한 범위가 정수를 지칭하는 경우, 달리 지적되지 않는 한 최소값으로부터 최대값이 포함된 상기 최대값까지를 포함하는 모든 정수가 포함된다.Unless otherwise specified, all numbers, values, and / or representations that express the amounts of components, reaction conditions, polymer compositions, and combinations used herein are intended to include those numbers It should be understood that in all cases the term "about" is to be construed as an approximation reflecting the various uncertainties of the measurement. Also, where a numerical range is disclosed in this specification, such a range is contiguous and includes all values from the minimum value of this range to the maximum value including the maximum value, unless otherwise indicated. Further, when such a range refers to an integer, all integers including the minimum value to the maximum value including the maximum value are included unless otherwise indicated.
본 명세서에 있어서, 범위가 변수에 대해 기재되는 경우, 상기 변수는 상기 범위의 기재된 종료점들을 포함하는 기재된 범위 내의 모든 값들을 포함하는 것으로 이해될 것이다. 예를 들면, "5 내지 10"의 범위는 5, 6, 7, 8, 9, 및 10의 값들뿐만 아니라 6 내지 10, 7 내지 10, 6 내지 9, 7 내지 9 등의 임의의 하위 범위를 포함하고, 5.5, 6.5, 7.5, 5.5 내지 8.5 및 6.5 내지 9 등과 같은 기재된 범위의 범주에 타당한 정수들 사이의 임의의 값도 포함하는 것으로 이해될 것이다. 또한 예를 들면, "10% 내지 30%"의 범위는 10%, 11%, 12%, 13% 등의 값들과 30%까지를 포함하는 모든 정수들뿐만 아니라 10% 내지 15%, 12% 내지 18%, 20% 내지 30% 등의 임의의 하위 범위를 포함하고, 10.5%, 15.5%, 25.5% 등과 같이 기재된 범위의 범주 내의 타당한 정수들 사이의 임의의 값도 포함하는 것으로 이해될 것이다.
In the present specification, when a range is described for a variable, it will be understood that the variable includes all values within the stated range including the end points described in the range. For example, a range of "5 to 10" may include any subrange, such as 6 to 10, 7 to 10, 6 to 9, 7 to 9, etc., as well as values of 5, 6, 7, 8, 9, And will also be understood to include any value between integers that are reasonable within the scope of the stated ranges such as 5.5, 6.5, 7.5, 5.5 to 8.5 and 6.5 to 9, and so on. Also, for example, a range of "10% to 30%" may range from 10% to 15%, 12% to 12%, as well as all integers including values of 10%, 11%, 12%, 13% And any arbitrary integer within the range of ranges described, such as 10.5%, 15.5%, 25.5%, and the like, including any subranges such as 18%, 20%
도 1은 본 발명에 따른 페로브스카이트 태양전지를 도시한 단면도이다. 이를 참조하면, 상기 페로브스카이트 태양전지는 지지 기판(10), 상기 지지 기판 상에 형성된 제1 전극(20), 상기 제1 전극 상에 형성된 전자 전달층(30), 상기 전자 전달층 상에 형성된 페로브스카이트 화합물을 포함하는 광 흡수층(40), 상기 광 흡수층 상에 형성되고 정공 전달 물질을 포함하는 정공 전달층(50) 및 상기 정공 전달층 상에 형성된 제2 전극(60)을 포함한다.1 is a cross-sectional view of a perovskite solar cell according to the present invention. Referring to FIG. 1, the perovskite solar cell includes a
본 발명은 내열성 및 내구성이 우수한 정공 전달 물질을 포함하는 정공 전달층(50)을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a hole transport layer (50) including a hole transport material having excellent heat resistance and durability.
또한 본 발명은 광 흡수층(40)과 정공 전달층(50) 간에 형성되는 계면(A)의 특성을 향상시켜 광전 변환 효율 및 계면 부착력이 높아 안전성이 뛰어난 페로브스카이트 태양전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a perovskite solar cell having improved photoelectric conversion efficiency and interfacial adhesion by improving the characteristics of the interface (A) formed between the light absorption layer (40) and the hole transport layer (50) .
이하 상기 페로브스카이트 태양전지의 구성을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the structure of the perovskite solar cell will be described in detail.
상기 지지 기판(10)은 유리, 투명 플라스틱과 같은 투명 재질의 것일 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니고 상기 지지 기판(10)으로 빛을 수광하지 않는 경우에는 SUS(Stainless steel) 등의 금속, 불투명 플라스틱과 같은 불투명 재질의 것을 사용할 수도 있다. The
상기 제1 전극(20)은 광의 투과를 향상시키기 위해 투명 전도성 전극인 것이 좋다. 예를 들어 불소 함유 산화주석(FTO; Fouorine doped Tin Oxide), 인듐 함유 산화주석(ITO; Indium doped Tin Oxide), 산화아연(ZnO) 등일 수 있다.The
상기 전자 전달층(30)은 전자가 원활하게 이동할 수 있다면 어떠한 구성 및 형태로도 형성할 수 있으나, 이산화티타늄(TiO2)과 같은 금속 산화물 입자로 구성된 다공성의 층으로 형성하는 것이 좋다.The
상기 광 흡수층(40)은 큐빅(Cubic) 결정 구조를 갖는 페로브스카이트 화합물을 포함한다. 여기서, '페로브스카이트 화합물'은 페로브스카이트 구조의 화합물을 의미하고, 구체적으로 이하의 화학식1로 표현되는 것일 수 있다.The
[화학식1][Chemical Formula 1]
ABX3 ABX 3
여기서, 상기 A는 포름아미디늄(Formamidinium, FA), 메틸암모늄(Methylammonium, MA) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 것이고, 상기 B는 납(Pb), 주석(Sn) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 것이며, 상기 X는 염소(Cl), 브롬(Br), 요오드(I) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 것이다.Here, A is selected from the group consisting of Formamidinium (FA), Methylammonium (MA), and combinations thereof, and B is selected from the group consisting of lead (Pb), tin (Sn) And X is selected from the group consisting of chlorine (Cl), bromine (Br), iodine (I), and combinations thereof.
상기 페로브스카이트 화합물은 예를 들어, FAPbI3, MAPbI3 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것일 수 있다.The perovskite compound may be selected from the group consisting of, for example, FAPbI 3 , MAPbI 3, and combinations thereof.
본 발명은 상기 광 흡수층(40)과 상기 정공 전달층(50) 간의 계면(A)에서 큐빅 결정 구조를 갖는 페로브스카이트 화합물의 결정면이 특정한 범위의 배향 각도로 발달하도록 함으로써, 광전 변환 효율 및 계면 부착력을 향상시킨 것을 특징으로 한다. In the present invention, the crystal plane of the perovskite compound having a cubic crystal structure at the interface (A) between the light absorbing layer (40) and the hole transporting layer (50) is developed at an orientation angle within a specific range, And the interface adhesion force is improved.
이를 위해 상기 계면(A)에서 상기 지지 기판(10)의 면에 대한 상기 페로브스카이트 화합물의 결정면의 배향 각도가 20° ~ 60°가 되도록 하는 것이 바람직하다. 자세히는 상기 배향 각도가 20° ~ 30° 또는 50° ~ 60°가 되도록 하는 것이 바람직하다. 여기서, '배향 각도'는 지지 기판(10)의 면 또는 이로부터 연장 형성된 가상의 면과 상기 계면(A)에서 형성된 페로브스카이트 화합물의 결정면으로부터 연장 형성된 가상의 결정면이 접할 때, 그 사이 각도를 의미한다.For this, the orientation angle of the crystal plane of the perovskite compound with respect to the surface of the
상기 계면(A)에서 상기 지지 기판(10)의 면에 대한 상기 페로브스카이트 화합물의 결정면의 배향 각도가 20°~ 30°인 계면을 제1 계면, 상기 배향 각도가 50°~ 60°인 계면을 제2 계면이라 한다. 즉, 상기 계면(A)은 제1 계면과 제2 계면을 포함한다. 상기 제1 계면과 제2 계면은 반드시 연속적으로 교차 출현해야 하는 것은 아니고, 그 배열은 무작위적일 수 있다.The interface at which the orientation angle of the crystal plane of the perovskite compound with respect to the surface of the
이에 대해서는 정공 전달층(50)의 정공 전달 물질과 함께 후술한다.This will be described later along with the hole transporting material of the
상기 정공 전달층(50)은 하기 화학식2의 단위체 구조를 갖는 화합물인 정공 전달 물질을 포함한다.The
[화학식2](2)
MLML
여기서, 상기 M은 구리(Cu), 아연(Zn), 철(Fe), 마그네슘(Mg), 코발트(Co), 니켈(Ni) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 금속이고, 상기 L은 금속(M) 이온과 배위 결합하는 프탈로시아닌계 리간드 화합물이다.Here, M is a metal selected from the group consisting of copper (Cu), zinc (Zn), iron (Fe), magnesium (Mg), cobalt (Co), nickel (Ni) Is a phthalocyanine-based ligand compound which is coordinatively bonded to a metal (M) ion.
구체적으로 상기 정공 전달 물질은 하기 화학식3으로 표현되는 단위체 구조를 갖는 화합물일 수 있다.Specifically, the hole transport material may be a compound having a unit structure represented by the following formula (3).
[화학식3] (3)
여기서 상기 M은 구리(Cu), 아연(Zn), 철(Fe), 마그네슘(Mg), 코발트(Co), 니켈(Ni) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것일 수 있고, 상기 R은 치환된 또는 비치환된 C1 -20 알킬기일 수 있다.Wherein M may be selected from the group consisting of copper (Cu), zinc (Zn), iron (Fe), magnesium (Mg), cobalt (Co), nickel (Ni) the or may be a unsubstituted C 1 -20 alkyl.
상기 정공 전달 물질은 화학식2 또는 화학식3으로 표현되는 단위체 구조로 이루어진 입자상일 수 있고, 상기 입자상은 판상 형태일 수 있다.The hole transporting material may be a particulate material having a unit structure represented by Chemical Formula 2 or 3, and the particulate material may be in the form of a plate.
상기 정공 전달 물질이 판상 형태를 띄므로 전술한 바와 같이 페로브스카이트 화합물이 특정한 배향 각도로 배열된 계면(A)에 상기 정공 전달 물질을 적용하면 상기 배향 각도에 따라 상기 정공 전달 물질도 특정한 방향으로 배열된다. 따라서 상기 계면(A)에서의 페로브스카이트 화합물의 배향 각도를 조절하면 상기 정공 전달 물질의 판상면이 상기 페로브스카이트 화합물의 결정면과 면 접촉되도록 할 수 있고, 그에 따라 광전 변환 효율을 향상시킬 수 있다. 위와 같이 면 접촉을 할 때, 상기 정공 전달 물질의 가장자리(판상의 테두리)가 페로브스카이트 화합물의 결정면과 선 접촉하는 경우에 비해 접촉 면적이 넓어 지기 때문에 정공 수송이 유리해져 광전 변환 효율이 향상된다.When the hole transfer material is applied to the interface (A) where the perovskite compound is arranged at a specific orientation angle as described above, the hole transfer material has a plate-like shape, . Therefore, by adjusting the orientation angle of the perovskite compound at the interface (A), the plate surface of the hole transport material can be in surface contact with the crystal plane of the perovskite compound, thereby improving the photoelectric conversion efficiency . Since the contact area is widened as compared with the case where the edge (plate-like rim) of the hole transport material is in line contact with the crystal plane of the perovskite compound, the hole transport is advantageous and the photoelectric conversion efficiency is improved do.
이에 대해서는 보다 구체적으로 후술한다.This will be described later in more detail.
상기 제2 전극(60)은 제1 전극(20)의 대전극으로서, 태양전지 분야에서 통상적으로 사용되는 것이라면 무방하다. 예를 들어, 금, 은, 백금, 팔라듐, 구리, 알루미늄, 탄소, 황화코발트, 황화구리, 산화니켈 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 것일 수 있다.
The
이하 실시예 및 비교예를 통해 본 발명에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples.
실시예Example
페로브스카이트Perovskite 태양전지의 제조 Manufacture of solar cells
도 1과 같은 구조의 페로브스카이트 태양전지를 제조하였다. A perovskite solar cell having the structure shown in FIG. 1 was manufactured.
구체적으로 지지 기판/FTO/TiO2의 적층체에 (FAPbI3)0.85(MAPbBr3)0. 15으로 표현되는 페로브스카이트 화합물로 광 흡수층을 형성하였다. 이 때, 페로브스카이트 화합물 전구체 용액을 스핀코팅하여 상기 광 흡수층의 최외곽면에서 상기 페로브스카이트 화합물(100)의 결정면이 20° ~ 60°의 배향 각도를 갖도록 하였다. 도 2는 상기 광 흡수층의 표면에 대한 SEM(Scanning electron microscope) 이미지이다.A light absorption layer was formed to specifically in the laminate of the support substrate / FTO / TiO 2 (FAPbI 3 ) 0.85 (MAPbBr 3) 0. 15 Fe lobe, which is represented by the Sky agent compound. At this time, the perovskite compound precursor solution was spin-coated so that the crystal face of the
상기 광 흡수층에 상기 화학식3으로 표현되는 단위체 구조를 갖는 화합물(이하, 'CuPC'라 함)을 용액 캐스팅 공정으로 적용하여 정공 전달층을 형성하였다. 도 3(a)는 상기 광 흡수층(Perovskite)과 정공 전달층(CuPC)의 단면에 대한 SEM 이미지이다. 도 3(b)는 상기 도 3(a)를 확대한 것이다.A compound having a unit structure represented by Formula 3 (hereinafter, referred to as 'CuPC') was applied to the light absorption layer by a solution casting process to form a hole transport layer. 3 (a) is an SEM image of the cross section of the light absorption layer (Perovskite) and the hole transport layer (CuPC). Fig. 3 (b) is an enlarged view of Fig. 3 (a).
상기 정공 전달층 상으로 제2 전극인 금(Au) 박막을 제공하여 페로브스카이트 태양전지를 완성하였다. A gold (Au) thin film as a second electrode was provided on the hole transport layer to complete a perovskite solar cell.
계면 분석Interfacial Analysis
광 흡수층(40)과 정공 전달층(50)의 계면(A)에서의 페로브스카이트 화합물의 결정면의 배향 각도, 그에 따른 정공 전달 물질의 배열을 GIWAXS(Glazing-incidence wide-angle X-ray scattering)로 분석하였다. The orientation angle of the crystal plane of the perovskite compound at the interface (A) between the light absorbing layer (40) and the hole transporting layer (50) and the arrangement of the hole transporting material according to the GIWAXS (Glazing-incidence wide-angle X- ).
구체적으로 지지 기판/FTO/TiO2/(FAPbI3)0.85(MAPbBr3)0.15/CuPC 구조의 상기 페로브스카이트 태양전지에 0.15°의 입사각으로 X-ray 빔을 조사하여 정공 전달층(CuPC)과 4nm 두께(즉, 계면(A) 근처)의 광 흡수층의 페로브스카이트 화합물의 결정 구조를 분석하였다. 그 결과는 도 4(a) 및 도 4(b)와 같다.Specifically, an X-ray beam was irradiated onto the perovskite solar cell having a support substrate / FTO / TiO 2 / (FAPbI 3 ) 0.85 (MAPbBr 3 ) 0.15 / CuPC structure at an incident angle of 0.15 ° to form a hole transport layer (CuPC) And a crystal structure of a perovskite compound of a light absorption layer having a thickness of 4 nm (i.e., near the interface (A)) were analyzed. The results are shown in Figs. 4 (a) and 4 (b).
도 4(a)에서 페로브스카이트 화합물의 결정에 의한 Scattering peak는 qxy=1.0Å-1과 2.0Å-1에서 보이는 반원 모양의 띠에 해당한다. qxy=1.0Å-1에서 나타나는 반원의 각도에 따른 신호의 세기를 그래프로 도시하면 도 4(b)와 같다. χ=22° 및 55°에서 신호의 세기가 크게 나타나며 이에 대칭으로 125°와 155°에서도 세기가 크게 나타난다. 페로브스카이트 화합물이 큐빅 결정 구조이기 때문에 대칭으로 나타난다. 이 결과로부터 페로브스카이트 화합물의 (100) 결정면이 지지 기판에 대해서 20°~30°(제1 계면), 50°~60°(제2 계면)의 배향 각도를 이루고 있음을 알 수 있다.Corresponds to FIG. 4 (a) In the perovskite Scattering peak due to crystals of the compound agent are strip semicircular shape shown in the xy q = -1 1.0Å and 2.0Å -1. The intensity of the signal according to the angle of the semicircle appearing at q xy = 1.0? -1 is shown in a graph as shown in FIG. 4 (b). At χ = 22 ° and 55 °, the intensity of the signal is large and symmetrical at 125 ° and 155 °. Because the perovskite compound is a cubic crystal structure, it appears symmetrical. From this result, it can be seen that the (100) crystal face of the perovskite compound has an orientation angle of 20 ° to 30 ° (first interface) and 50 ° to 60 ° (second interface) with respect to the support substrate.
도 4(a)에서 정공 전달 물질에 의한 Scattering peak는 qxy=0.37Å-1에서 보이는 반원 모양의 띠에 해당한다. qxy=0.37Å-1에서의 scattering은 분자간 거리가 20~21Å일 때 관찰되며, 이는 도 4(a)의 정공 전달 물질 분자의 판상면이 27.5~32.4° 기울어져서 배열된 알파상(a-phase)을 형성하고 있는 것으로 해석할 수 있다. qxy=0.37Å-1에서 측정된 신호는 χ=90°에서 가장 강하게 나타나며, χ=29° 및 χ=151°에서도 약하게 나타난다. 이는 정공 전달 물질의 80% ~ 90%가 그 판상면이 적층된 결정면이 지지 기판의 계면(A)과 평행하게 배열되어 있다는 것을 의미한다. 여기서, 상기 정공 전달 물질의 '%'는 [판상면이 계면과 평행한 정공 전달 물질의 입자상/정공 전달층에 포함된 전체 정공 전달 물질의 입자상 X 100]을 의미한다.In FIG. 4 (a), the scattering peak due to the hole transport material corresponds to a semi-circular band at q xy = 0.37 Å -1 . The scattering at q xy = 0.37 Å -1 is observed when the intermolecular distance is 20 Å to 21 Å, which is due to the fact that the plane of the hole transporting material molecule of Fig. 4 (a) is shifted by 27.5-32.4 °, phase, which is the first phase of the reaction. The signal measured at q xy = 0.37 Å -1 is strongest at χ = 90 ° and is weak at χ = 29 ° and χ = 151 °. This means that 80% to 90% of the hole-transporting material is arranged in parallel with the interface (A) of the supporting substrate with the crystal plane in which the plate surfaces are laminated. Here, '%' of the hole-transporting material means [particle size of the hole-transporting material in the plane of the plate surface / particle image of the total hole-transporting material contained in the hole transporting layer X 100].
도 4(a) 및 도 4(b)의 결과를 종합하여 상기 계면(A)을 도시하면 도 5와 같다. 이를 참조하면, 상기 계면(A)은 지지 기판의 면에 대한 상기 페로브스카이트 화합물의 결정면의 배향 각도가 20°~30°인 제1 계면(A') 및 상기 배향 각도가 50°~60°인 제2 계면(A'')을 포함한다. 또한 상기 제2 계면(A'')에 최근접한 정공 전달 물질(정공 전달 물질의 일 입자상, B)은 그 판상면이 상기 페로브스카이트 화합물의 결정면과 면 접촉을 한다. 또한 정공 전달층의 대부분(80%~90%)의 정공 전달 물질이 상기 제2 계면(A'')을 구성하는 상기 페로브스카이트 화합물의 결정면과 평행하게 배열되어 있다. 이와 같은 계면 구조를 띠는 경우 상기 계면(A)에서 정공 수송이 수월해 지고, 계면 부착력이 굉장히 향상되어 페로브스카이트 태양전지의 광전 변환 효율 및 안전성이 크게 높아진다.The interface (A) is shown in FIG. 5 based on the results of FIGS. 4 (a) and 4 (b). (A ') at an orientation angle of the crystal plane of the perovskite compound with respect to the surface of the support substrate is 20 ° to 30 °, and the orientation angle is 50 ° to 60 ° (A "). ≪ / RTI > Further, the hole transport material (one particle phase of the hole transport material, B) in the vicinity of the second interface (A '') is in surface contact with the crystal plane of the perovskite compound. In addition, most of the hole transporting material (80% to 90%) of the hole transporting material is arranged in parallel with the crystal plane of the perovskite compound constituting the second interface (A ''). In the case of having such an interfacial structure, hole transport at the interface (A) is facilitated and the interfacial adhesion force is greatly improved, so that the photoelectric conversion efficiency and safety of the perovskite solar cell are greatly improved.
열사이클Heat cycle 성능 평가 Performance evaluation
상기 페로브스카이트 태양전지에 대하여 -40℃에서 110℃ 온도 구간을 반복해서 가열 및 냉각하는 실험을 통해 열사이클 성능을 평가하였다. 여기서, '열사이클 성능'은 저온과 고온에 반복적으로 노출되었을 때의 안정성과 열기계적 응력하에서 소자의 피로불량에 대한 내구성을 의미한다. 그 결과는 도 6(a) 및 도 6(b)와 같다.Thermal cycle performance was evaluated by repeatedly heating and cooling the perovskite solar cell from -40 ° C to 110 ° C. Here, 'thermal cycle performance' means stability when repeatedly exposed to low temperature and high temperature and durability against fatigue failure of the device under thermomechanical stress. The results are shown in Figs. 6 (a) and 6 (b).
도 6(a) 및 도 6(b)를 참조하면, 열사이클 시험 전후 AM1.5G 기준 스펙트럼과 100mW/cm2 강도의 인공태양 아래에서 태양전지의 전류밀도-전압 곡선을 비교한 결과 -40℃~85℃ 50회 열사이클 시험 이후에도 OV에서 개방전압으로의 승압과 (Forward sweep) 개방전압에서 0V로 감압 (Reverse seep) 시 측정된 전압-전류밀도 곡선에 변화가 없고 -40℃~85℃이상 온도 구간에서 3회 이후에는 오히려 개방전압이 증가한 결과를 보이므로, 상기 페로브스카이트 태양전지는 열적 기계적으로 안정하다는 장점이 있다. 여러 개의 상기 페로브스카이트 태양전지 소자로부터 열사이클 시험 전후 측정된 전류밀도-전압 곡선으로부터 계산한 광전변환효율을 통계적으로 도시한 결과는 도 7(a)와 같다.
Referring to FIGS. 6 (a) and 6 (b), current density-voltage curves of the solar cell under the artificial sun of 100 mW / cm 2 intensity and the AM 1.5G standard spectrum before and after the heat cycle test were compared. ~ 85 ℃ After 50 cycles of the heat cycle test, there is no change in the voltage-current density curve measured at OV to open-circuit voltage (Forward sweep) and at open-circuit voltage to 0V (reverse seep) The open-circuit voltage is increased after 3 times in the temperature interval. Therefore, the perovskite solar cell is thermally and mechanically stable. The results of the photoelectric conversion efficiency calculated from the current density-voltage curves measured before and after the thermal cycle test from several of the above-mentioned perovskite solar cell elements are shown in FIG. 7 (a).
이와 함께 종래와 같이 PTAA를 정공 전달 물질로 사용한 태양전지에 대해서도 같은 방법으로 실험을 하고 그 광전 변환 효율을 측정하였다. 그 결과는 도 7(b)와 같다.In addition, the same experiment was carried out for a solar cell using PTAA as a hole transport material, and the photoelectric conversion efficiency thereof was measured. The result is shown in Fig. 7 (b).
도 7(a) 및 도 7(b)를 참조하면, 본 발명에 따른 페로브스카이트 태양전지가 PTAA를 사용한 것에 비해 광전 변환 효율의 하락 폭이 현저히 작다는 것을 알 수 있다.
Referring to FIGS. 7 (a) and 7 (b), it can be seen that the perovskite solar cell according to the present invention has a significantly smaller drop in photoelectric conversion efficiency than PTAA.
비교예Comparative Example
페로브스카이트Perovskite 태양전지의 제조 Manufacture of solar cells
상기 실시예와 페로브스카이트 전구체 용액의 조성과 코팅 공정 조건을 달리하여 광 흡수층을 형성하였다. 도 8은 상기 광 흡수층의 표면에 대한 SEM 이미지이다. 이를 제외하고는 실시예와 동일하게 페로브스카이트 태양전지를 제조하였다. A light absorbing layer was formed by varying the composition of the perovskite precursor solution and the coating process conditions. 8 is an SEM image of the surface of the light absorbing layer. A perovskite solar cell was manufactured in the same manner as in Example except for this.
계면 분석Interfacial Analysis
광 흡수층과 정공 전달층의 계면에서의 페로브스카이트 화합물의 결정면의 배향 각도, 그에 따른 정공 전달 물질의 배열을 GIWAXS로 분석하였다. 그 결과는 도 9와 같다.The orientation angle of the crystal plane of the perovskite compound at the interface between the light absorbing layer and the hole transporting layer and the arrangement of the hole transporting material accordingly were analyzed by GIWAXS. The results are shown in Fig.
도 9에서 qxy=1.0Å-1과 2.0Å-1에서 보이는 반원 모양의 띠가 페로브스카이트 화합물의 결정에 의한 Scattering peak인데, χ=90° 부근에서 신호의 세기가 크게 나타나는바, 이는 페로브스카이트 화합물의 (100) 결정면이 지지 기판에 대해서 약 90°의 배향 각도를 이루며 형성되었음을 의미한다. 이와 같은 경우 정공 전달 물질은 상기 페로브스카이트 화합물의 결정면과 면 접촉을 할 수 없으므로 정공 수송에 불리하다.In Figure 9, the q xy = 1.0Å -1 and semicircular shape of the strip shown in 2.0Å -1 inde Scattering peak due to crystals of the Fe lobe Sky agent compound, χ = 90 ° close to the strength of the signal that appears on the zoom bar, which (100) crystal face of the perovskite compound is formed with an orientation angle of about 90 degrees with respect to the support substrate. In this case, the hole transport material can not make a surface contact with the crystal plane of the perovskite compound, which is disadvantageous for hole transport.
태양전지의 효율 측정Measurement of solar cell efficiency
실시예 및 비교예의 페로브스카이트 태양전지의 효율을 AM1.5G 기준 스펙트럼과 100mW/cm2 강도의 인공태양 아래에서 태양전지의 전류밀도-전압 곡선을 측정하는 실험 방법으로 측정하였다. 그 결과는 도 10과 같다.The efficiency of the perovskite solar cells of the Examples and Comparative Examples was measured by an experimental method for measuring the current density-voltage curve of the solar cell under the artificial sun of AM 1.5G standard spectrum and intensity of 100mW / cm 2 . The results are shown in Fig.
이를 참조하면, 단락전류밀도와 개방전압이 모두 감소하는 것으로 측정되었는바, 비교예로 제작한 페로브스카이트 광흡수층에서 생성된 정공이 상기 정공 전달 물질로 전달이 불리하다라고 할 수 있으므로, 실시예에 따른 페로브스카이트 태양전지가 더 효율이 좋음을 알 수 있다.
As a result, the short-circuit current density and the open-circuit voltage were both measured to be decreased. As a result, the holes generated in the perovskite-type light absorbing layer manufactured in the comparative example are disadvantageous to transfer to the hole- It can be seen that the perovskite solar cell according to the example is more efficient.
이상으로 본 발명의 실험예 및 실시예에 대해 상세히 설명하였는바, 본 발명의 권리범위는 상술한 실험예 및 실시예에 한정되지 않으며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the scope of the present invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Various modifications and improvements of those skilled in the art are also within the scope of the present invention.
10: 지지 기판
20: 제1 전극
30: 전자 전달층
40: 광 흡수층
50: 정공 전달층
60: 제2 전극
A: 광 흡수층과 정공 전달층의 계면10: support substrate 20: first electrode 30: electron transport layer
40: light absorbing layer 50: hole transporting layer 60: second electrode
A: Interface between the light absorption layer and the hole transporting layer
Claims (6)
상기 지지 기판 상에 형성된 제1 전극;
상기 제1 전극 상에 형성된 전자 전달층;
상기 전자 전달층 상에 형성되고, 큐빅(Cubic) 결정 구조를 갖는 페로브스카이트 화합물을 포함하는 광 흡수층;
상기 광 흡수층 상에 형성되고 정공 전달 물질을 포함하는 정공 전달층; 및
상기 정공 전달층 상에 형성된 제2 전극을 포함하고,
상기 광 흡수층과 상기 정공 전달층 간에 계면이 형성되며,
상기 계면은 지지 기판의 면에 대한 상기 페로브스카이트 화합물의 결정면의 배향 각도가 20° ~ 30°인 제1 계면; 및 상기 지지 기판의 면에 대한 상기 페로브스카이트 화합물의 결정면의 배향 각도가 50° ~ 60°인 제2 계면을 포함하는 것인 안정성이 향상된 페로브스카이트 태양전지.A support substrate;
A first electrode formed on the supporting substrate;
An electron transport layer formed on the first electrode;
A light absorbing layer formed on the electron transporting layer and including a perovskite compound having a cubic crystal structure;
A hole transport layer formed on the light absorption layer and including a hole transport material; And
And a second electrode formed on the hole transport layer,
An interface is formed between the light absorption layer and the hole transport layer,
Wherein the interface has a first interface at an orientation angle of the crystal plane of the perovskite compound with respect to the surface of the support substrate of 20 to 30 degrees; And a second interface having an orientation angle of the crystal plane of the perovskite compound with respect to the surface of the support substrate of 50 ° to 60 °.
상기 페로브스카이트 화합물은 하기 화학식1으로 표현되는 것인 안정성이 향상된 페로브스카이트 태양전지.
[화학식1]
ABX3
여기서, 상기 A는 포름아미디늄(Formamidinium, FA), 메틸암모늄(Methylammonium, MA) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 것이고,
상기 B는 납(Pb), 주석(Sn) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 것이며,
상기 X는 염소(Cl), 브롬(Br), 요오드(I) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 것이다.The method according to claim 1,
Wherein the perovskite compound is represented by the following formula (1).
[Chemical Formula 1]
ABX 3
Here, A is selected from the group consisting of Formamidinium (FA), Methylammonium (MA) and combinations thereof,
B is selected from the group consisting of lead (Pb), tin (Sn), and combinations thereof,
X is selected from the group consisting of chlorine (Cl), bromine (Br), iodine (I), and combinations thereof.
상기 정공 전달 물질은 하기 화학식2의 단위체 구조를 갖는 화합물인 안정성이 향상된 페로브스카이트 태양전지.
[화학식2]
ML
여기서, 상기 M은 구리(Cu), 아연(Zn), 철(Fe), 마그네슘(Mg), 코발트(Co), 니켈(Ni) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 금속이고, 상기 L은 금속(M) 이온과 배위 결합하는 프탈로시아닌계 리간드 화합물이다.The method according to claim 1,
Wherein the hole transport material is a compound having a unit structure represented by the following formula (2).
(2)
ML
Here, M is a metal selected from the group consisting of copper (Cu), zinc (Zn), iron (Fe), magnesium (Mg), cobalt (Co), nickel (Ni) Is a phthalocyanine-based ligand compound which is coordinatively bonded to a metal (M) ion.
상기 정공 전달 물질은 하기 화학식3으로 표현되는 단위체 구조를 갖는 화합물인 안정성이 향상된 페로브스카이트 태양전지.
[화학식3]
여기서 상기 M은 구리(Cu), 아연(Zn), 철(Fe), 마그네슘(Mg), 코발트(Co), 니켈(Ni) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것이고, 상기 R은 치환된 또는 비치환된 C1 -20 알킬기이다. The method according to claim 1,
Wherein the hole transport material is a compound having a unit structure represented by the following formula (3).
(3)
Wherein M is selected from the group consisting of copper (Cu), zinc (Zn), iron (Fe), magnesium (Mg), cobalt (Co), nickel (Ni) Unsubstituted C 1 -20 alkyl group.
상기 정공 전달 물질이 입자상으로서, 판상 형태인 것인 안정성이 향상된 페로브스카이트 태양전지.The method according to claim 3 or 4,
Wherein the hole transporting material is in the form of a particle, and is in the form of a platelike, perovskite solar cell.
상기 제2 계면에서 정공 전달 물질의 판상면이 상기 페로브스카이트 화합물의 결정면과 면 접촉을 하는 것인 안정성이 향상된 페로브스카이트 태양전지.6. The method of claim 5,
Wherein the plate interface of the hole transport material at the second interface makes a surface contact with the crystal plane of the perovskite compound.
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