KR20200030989A - 페로브스카이트 태양전지 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 상대전극; 정공수송층; 광흡수층; 전자수송층; 및 투명전극을 포함하는 페로브스카이트 태양전지에 있어서, 상기 전자수송층은 아래 화학식 1로 표시되는 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 태양전지를 개시한다. 본 발명에 따르면, 저온에서 형성한 비정질 산화물 기반의 전자수송층 소재, 이러한 소재 박막을 형성하는 공정, 및 이를 적용한 페로브스카이트 태양전지 소자를 제공하고, 이러한 소자를 적용함으로써 페로브스카이트 태양전지의 유연성과 안정성을 제고시키고, 각 성분의 함량의 조절을 통하여 단락전류밀도, 개방전압, 충진률, 및 광전 에너지변환 효율이 우수하고 다이오드 특성이 뛰어난 태양전지를 얻을 수 있다:
[화학식 1]
상기 식에서, 0 ≤ x ≤ 1이고, 0 ≤ y < 1이고, x와 y의 조합(x, y)이 (0, 0) 또는 (1, 0)인 경우를 제외한다.
[화학식 1]
상기 식에서, 0 ≤ x ≤ 1이고, 0 ≤ y < 1이고, x와 y의 조합(x, y)이 (0, 0) 또는 (1, 0)인 경우를 제외한다.
Description
본 발명은 페로브스카이트 태양전지 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 우수한 전하수송 특성과 높은 안정성을 가지는 소재를 저온에서 증착하여 전자수송층에 적용한 고효율의 페로브스카이트 태양전지 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
유-무기 납 할로젠화물(organic-inorganic lead halide) 기반의 하이브리드 태양전지(페로브스카이트 태양전지)는 고효율의 새로운 고체 박막 태양전지로서 많은 주목을 받고 있다. 페로브스카이트 태양전지는 염료감응 태양전지(DSSC)의 루테늄계 유기 염료 혹은 무기염료 대신 CH3NH3PbI3 (메틸암모늄리드아이오다이드; MALI)와 같은 유-무기 납 할로젠화물 페로브스카이트가 감응제로 대체되며 생겨났다. 그 후 DSSC의 액체전해질을 고체전해질로 대체하여, 메조스코픽 이종접합 구조, planar 이종접합 구조, p-형/n-형 유기반도체 결합 등과 같은 구조적 변화들이 보고되었다.
페로브스카이트 태양전지는, 실리콘 태양전지에 근접한 고효율 소자를 저비용으로 제작할 수 있는 것으로 보고되며 큰 관심을 받고 있다. 페로브스카이트 태양전지는 광흡수층의 공정온도가 낮아, 플렉서블 소자화가 용이할 것으로 예상되어 왔다.
일반적으로 페로브스카이트 태양전지의 전자수송층으로는 TiO2, ZnO 등의 산화물 또는 PCBM 등의 유기 소재가 사용된다. 그러나, 기존 전자수송층으로 사용되어온 산화물 소재의 경우에는 고온공정이 필요하여, 고분자 소재 기반의 플렉서블 기판 상에 제작하기 어렵다는 문제점이 있으며, 기존 유기 소재는 수분, 산소, 열, 광 등에 노출되었을 때 안정성이 매우 낮다는 문제점이 있었다.
한국 등록특허 제10-1540364호는 ZSO 기반 페로브스카이트 태양전지에서 통상적으로 사용되고 있는 TiO2 전극을 대체할 새로운 물질로서 삼성분의 Zn2SnO4 (ZSO) 전자전달 전극을 개시하고 있다. 비슷한 두께와 에너지 변환효율을 가지는 TiO2 기반의 페로브스카이트 태양전지보다 ZSO 기반의 전지에서 빠른 전자전달과 뛰어난 전하 수집능력을 가진다는 것을 개시하고 있다.
본 발명은 우수한 전하수송 특성과 높은 안정성을 가지는 전자수송층 소재와 이러한 소재를 이용하여 저온공정으로 박막을 형성하는 기술개발을 통하여 유연성과 안정성이 확보된 고효율 페로브스카이트 태양전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 우수한 전하수송 특성과 높은 안정성을 가지는 소재를 전자수송층에 이용함으로써 유연성과 안정성이 확보된 고효율 페로브스카이트 태양전지 소자의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 유연성과 안정성이 확보된 고효율 페로브스카이트 태양전지를 채용한 태양전지 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 해결하기 위하여, 본 발명은
상대전극; 정공수송층; 광흡수층; 전자수송층; 및
투명전극을 포함하는 페로브스카이트 태양전지에 있어서,
상기 전자수송층은 아래 화학식 1로 표시되는 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 태양전지를 제공한다:
[화학식 1]
상기 식에서,
0 ≤ x ≤ 1이고, 0 ≤ y < 1이고, x와 y의 조합(x, y)이 (0, 0) 또는 (1, 0)인 경우를 제외한다.
상기 다른 목적을 해결하기 위하여, 본 발명은
투명전극을 형성하는 단계;
상기 투명전극 상에 SnO2, In2O3 및 SiO2 중에서 선택된 하나 이상의 타겟을 스퍼터링하여 전자수송층을 형성하는 단계;
상기 전자수송층 상에 광흡수층을 형성하는 단계;
상기 광흡수층 상에 정공수송층을 형성하는 단계; 및
상기 정공수송층 상에 상대전극을 형성하는 단계;를 포함하는 페로브스카이트 태양전지의 제조방법으로서,
상기 전자수송층은 아래의 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 태양전지의 제조방법을 제공한다:
[화학식 1]
상기 식에서,
0 ≤ x ≤ 1이고, 0 ≤ y < 1이고, x와 y의 조합(x, y)이 (0, 0) 또는 (1, 0)인 경우를 제외한다.
상기 다른 목적을 해결하기 위하여, 본 발명은
투명전극을 형성하는 단계;
상기 투명전극 상에 정공수송층을 형성하는 단계;
상기 정공수송층 상에 광흡수층을 형성하는 단계;
상기 광흡수층 상에 SnO2, In2O3 및 SiO2 중에서 선택된 하나 이상의 타겟을 스퍼터링하여 전자수송층을 형성하는 단계; 및
상기 전자수송층 상에 상대전극을 형성하는 단계;를 포함하는 페로브스카이트 태양전지의 제조방법으로서,
상기 전자수송층은 아래의 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 태양전지의 제조방법을 제공한다:
[화학식 1]
상기 식에서,
0 ≤ x ≤ 1이고, 0 ≤ y < 1이고, x와 y의 조합(x, y)이 (0, 0) 또는 (1, 0)인 경우를 제외한다.
상기 또 다른 목적을 해결하기 위하여, 본 발명은
상기 태양전지를 채용한 태양전지 소자를 제공한다.
본 발명에 따르면, 저온에서 형성한 비정질 산화물 기반의 전자수송층 소재, 상기 소재 박막을 형성하는 공정, 및 이를 적용한 페로브스카이트 태양전지 소자를 제공할 수 있고, 이러한 소자를 적용함으로써 페로브스카이트 태양전지의 유연성과 안정성을 제고시키고, 각 성분의 함량의 조절을 통하여 단락전류밀도, 개방전압, 충진률, 및 광전 에너지변환 효율이 우수하고 다이오드 특성이 뛰어난 태양전지를 얻을 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 페로브스카이트 태양전지 소자를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 증착된 ITSO 박막의 XRD회절 패턴을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 ITSO 박막의 광투과도를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 ITSO 박막의 Tauc plots를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 ITSO 박막의 UPS스펙트럼 전체영역을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 ITSO 박막의 UPS스펙트럼 컷오프 에너지 영역을 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 ITSO 박막의 UPS스펙트럼 페르미 엣지 영역을 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 Si 함량에 따른 ITSO 박막의 전기적 특성을 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 페로브스카이트 태양전지의 광전류밀도 전압(J-V) 곡선을 도시한 것이다.
도 10 내지 도 13은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 페로브스카이트 태양전지의 J-V 곡선으로부터 구한 단략전류밀도(Jsc), 개방전압 (Voc), 충진률 (FF), 광전 에너지변환효율 (η)을 ITSO 박막 내 Si 함량에 따라 보여주는 그래프를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 증착된 ITSO 박막의 XRD회절 패턴을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 ITSO 박막의 광투과도를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 ITSO 박막의 Tauc plots를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 ITSO 박막의 UPS스펙트럼 전체영역을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 ITSO 박막의 UPS스펙트럼 컷오프 에너지 영역을 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 ITSO 박막의 UPS스펙트럼 페르미 엣지 영역을 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 Si 함량에 따른 ITSO 박막의 전기적 특성을 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 페로브스카이트 태양전지의 광전류밀도 전압(J-V) 곡선을 도시한 것이다.
도 10 내지 도 13은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 페로브스카이트 태양전지의 J-V 곡선으로부터 구한 단략전류밀도(Jsc), 개방전압 (Voc), 충진률 (FF), 광전 에너지변환효율 (η)을 ITSO 박막 내 Si 함량에 따라 보여주는 그래프를 나타낸 것이다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명은 상대전극; 정공수송층; 광흡수층; 전자수송층; 및 투명전극을 포함하는 페로브스카이트 태양전지에 있어서, 상기 전자수송층은 아래 화학식 1로 표시되는 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 태양전지를 제공한다:
[화학식 1]
상기 식에서,
0 ≤ x ≤ 1이고, 0 ≤ y < 1이고, x와 y의 조합(x, y)이 (0, 0) 또는 (1, 0)인 경우를 제외한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 통상적으로 사용되는 TiO2 층 대신 화학식 1에 따른 3성분계 In-Sn-Si계 산화물을 사용하여 전자수송층을 형성하는 것이다. 각 성분의 함량비에 따라 다양한 형태의 2성분 또는 3성분계 산화물이 페로브스카이트 태양전지 소자의 전자수송층으로 형성될 수 있다.
상기 Si, In, 및 Sn을 포함한 전체 구성 대비 Sn의 함량은 3.2 내지 7.6 at%인 것이 바람직하고, Sn의 함량이 3.2 at% 미만이거나, 7.6 at%를 초과하는 경우에는 전기적 저항이 매우 커지거나 투과도가 매우 낮아져서 바람직하지 못하다.
본 발명에서 Si, In, 및 Sn을 포함한 전체 구성 대비 Si의 함량은 0.01 내지 53.8 at%이고, 바람직하게는 6.60 내지 53.8 at%이고, 더욱 바람직하게는 Si의 함량은 15.8 내지 38.0 at%이다. Si의 함량이 0.01 at% 미만인 경우에는 Si함량이 극히 미미하므로 비저항이 매우 작아 전도도가 매우 커져 광흡수층에서 전자수송층을 거쳐 투명전극으로 주입된 전자가 다시 광흡수층으로 이동하기 용이하므로 태양전지 내 전자-정공 재결합률이 증가하여 분로저항이 작아지므로 다이오드 특성이 감소하여 바람직하지 못하다. Si의 함량이 53.8 at%를 초과하는 경우에는 비저항이 매우 커지기 때문에 태양전지소자의 직렬 저항이 커져서 생성된 광전자가 전자수송층을 효과적으로 통과하지 못하기 때문에 바람직하지 못하다.
Si 함량의 변화에 따라 전하 농도 (carrier concentration, ne)는 1.4 x 1012 cm-3 내지 2.4 x 1020 cm-3인 것이 바람직하고, 전하 이동도 (carrier mobility, μe)는 2.4 x 10-1 cm2·V-1·s-1 내지 7.9 x 102 cm2·V-1·s-1인 것이 바람직하고, 전기적 비저항(resistivity, ρ)는 1.5 x 10-3 Ω·cm 내지 5.7 x 103 Ω·cm인 것이 바람직하다.
본 발명의 전자수송층 두께는 2 내지 200 nm인 것이 바람직하다. 두께가 2 nm 미만인 경우에는 ITSO 박막이 불균일할 경우 ITO 표면을 다 커버하지 못하고, 핀홀(pin hole)이 형성되어 상기 광흡수층과 상기 투명전극간의 직접적 접촉을 발생시켜 전자-정공의 재결합률이 증가하여 바람직하지 못하고, 200 nm를 초과하는 경우에는 태양전지 소자의 직렬저항이 증가하여 바람직하지 못하다.
투명전극은 플루오린 틴 옥사이드(FTO), 인듐 틴 옥사이드(ITO), 알루미늄 아연 옥사이드(AZO), 니오븀 티타늄 옥사이드(NTO), 아연 틴 옥사이드(ZTO) 중에서 선택될 수 있다. 바람직하게는 플루오린 틴 옥사이드(FTO) 또는 인듐 틴 옥사이드(ITO)를 사용할 수 있다.
본 발명에 따르면, Si 함량을 0 ~ 51.9 at%로 제어하여 증착한 ITSO 박막을 전자수송층으로 적용한 페로브스카이트 태양전지는, 기존 페로브스카이트 태양전지와 비교하여 단락전류밀도 (Jsc), 개방전압 (Voc), 충진률 (FF), 광전 에너지변환효율 (η) 등 여러 점에서 어느 정도의 효과가 있다.
광전류밀도-전압(J-V) 곡선 개형을 살펴보면, Si 함량이 15.8 at% - 38.0 at%인 샘플은 모두 특성인자, 특히 충진률(FF)가 높고, J-V 곡선이 다른 샘플에 비해 우수한 다이오드에 가까운 모양을 보이는 반면, Si 함량이 0.00, 6.60, 51.9 at%인 경우에는 충진률(FF)은 상대적으로 낮은 특성을 나타낸다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 투명전극을 형성하는 단계; 상기 투명전극 상에 SnO2, In2O3 및 SiO2 중에서 선택된 하나 이상의 타겟을 스퍼터링하여 전자수송층을 형성하는 단계; 상기 전자수송층 상에 광흡수층을 형성하는 단계; 상기 광흡수층 상에 정공수송층을 형성하는 단계; 및 상기 정공수송층 상에 상대전극을 형성하는 단계;를 포함하는 페로브스카이트 태양전지의 제조방법으로서, 상기 전자수송층은 아래의 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 태양전지의 제조방법을 제공한다:
[화학식 1]
상기 식에서, 0 ≤ x ≤ 1이고, 0 ≤ y < 1이고, x와 y의 조합(x, y)이 (0, 0) 또는 (1, 0)인 경우를 제외한다.
또한 본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 투명전극을 형성하는 단계; 상기 투명전극 상에 정공수송층을 형성하는 단계; 상기 정공수송층 상에 광흡수층을 형성하는 단계; 상기 광흡수층 상에 SnO2, In2O3 및 SiO2 중에서 선택된 하나 이상의 타겟을 스퍼터링하여 전자수송층을 형성하는 단계; 및 상기 전자수송층 상에 상대전극을 형성하는 단계;를 포함하는 페로브스카이트 태양전지의 제조방법으로서, 상기 전자수송층은 아래의 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 태양전지의 제조방법을 제공한다:
[화학식 1]
상기 식에서, 0 ≤ x ≤ 1이고, 0 ≤ y < 1이고, x와 y의 조합(x, y)이 (0, 0) 또는 (1, 0)인 경우를 제외한다.
본 발명의 제조방법에서 Si, In, 및 Sn을 포함한 전체 구성 대비 Si의 함량은 0.01 내지 53.8 at%이고, 바람직하게는 6.6 내지 53.8 at%이고, 더욱 바람직하게는 Si의 함량은 15.8 내지 38.0 at%인 것이다.
본 발명에 따라 제조할 수 있는 페로브스카이트 태양전지 소자 구조는 투명전극/전자수송층/페로브스카이트/정공수송층/전극이나, 투명전극/정공수송층/페로브스카이트/전자수송층/전극, 투명전극/전자수송층/페로브스카이트/전극, 투명전극/페로브스카이트/전자수송층/전극 등 다양하게 형성될 수 있다.
기판은 광이 투과할 수 있는 투명 물질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 기판은 글라스 또는 투명 고분자 물질로 형성될 수 있다. 상기 투명 고분자 물질은 폴리에틸렌테레프탈레이트(poly ethyleneterephthalate, PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(poly ethylene naphthalate, PEN), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리프로필렌(poly propylene, PP), 폴리이미드(poly imide, PI), 트리아세틸 셀룰로오스(triacetyl cellulose, TAC) 또는 이들의 공중합체 등을 포함할 수 있다.
플루오린 틴 옥사이드(FTO), 인듐 틴 옥사이드(ITO), 알루미늄 아연 옥사이드(AZO), 니오븀 티타늄 옥사이드(NTO), 아연 틴 옥사이드(ZTO), 그래핀, 탄소나노튜브 등 통용되는 투명 전극 중에서 선택될 수 있다. 바람직하게는 플루오린 틴 옥사이드(FTO) 또는 인듐 틴 옥사이드(ITO)를 사용하는 것이다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 통상적으로 사용되는 TiO2 층 대신 화학식 1에 따른 3성분계 In-Sn-Si계 산화물을 사용하여 전자수송층을 형성하는 것이다. 각 성분의 함량비에 따라 다양한 형태의 2성분 또는 3성분계 산화물이 페로브스카이트 태양전지 소자의 전자수송층으로 형성될 수 있다.
기존 전자수송층은 통상 진공 증착법으로 EL 층을 형성한 후, 용액공정으로 (주로 스핀코팅-열처리 또는 스프레이 열분해 법) TiO2 층을 형성하였다. 이러한 경우 공정이 복잡하고 단가가 높다는 단점이 있었다.
본 발명의 ITSO 박막(전자수송층)은, RF-magnetron sputtering 장치를 이용하여 ITO 타겟과 SiO2 타겟을 동시에 스퍼터링(co-sputtering)하여 형성하고, 이때의 공정은 상온에서 행해질 수 있다. 스퍼터링이라는 진공 증착 공정 자체는 단가가 높을 수 있으나, 기존의 상용화된 EL층인 ITO 박막을 스퍼터링 공정으로 형성하므로, 스퍼터 내에 SiO2 타겟만을 추가하여 ITO 박막과 ITSO 박막의 연속 증착이 가능할 수 있다. 이 경우, 본 발명의 공정은 기존 전자수송층 형성 공정에 비하여 단가가 낮을 것으로 예상된다. 또한 저온공정이므로, 기존 고온 열처리가 포함된 공정으로는 불가능하였던 플렉서블 페로브스카이트 태양전지의 제작이 가능하다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 전자수송층을 형성하는 과정에서 스퍼터링 공정 이후 자외선 처리를 추가로 수행할 수 있다.
상기 전자수송층 상에 페로브스카이트 전구체 (CH3NH3PbI3)을 스핀코팅하여 광흡수층을 형성할 수 있다. 이때 페로브스카이트 전구체는 바람직하게는 MAI : PbI2 : DMSO (Dimethyl sulfoxide)를 1:1:1의 몰비로 유기용매에 혼합한다. PbI2 용액 제조를 위하여 디메틸플루오라이드(DMF), 감마부티로 락톤(GBL), 디메틸술폭사이드(DMSO) 및 이들 2종 이상의 혼합 용매를 사용할 수 있고, 다만 특히 DMF를 용매로 사용하는 경우 균일한 성막이 용이한 장점이 있다.
광흡수층 상에 정공수송층을 형성할 수 있다. 정공수송층은 유기 p-형 반도체 물질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 정공 전달층(1240)은 스피로-OMeTAD[(2,2′,7,7′-테트라키스(N,N-디-p-메톡시페닐아민)9,9′-스피로비플루오렌)], 폴리(3-헥실티오펜)(P3HT), 폴리[2,1,3-벤조티아디아졸-4,7-디일[4,4-비스(2-에틸헥실-4H-사이클로펜타[2,1-b:3,4-b']디티오펜-2,6-디일)]](PCPDTBT), 폴리[[9-(1-옥틸노닐)-9H-카바졸-2,7-디일]-2,5-티오펜디일-2,1,3-벤조티아디아졸-4,7-디일-2,5-티오펜디일](PCDTBT), 폴리(트리아릴아민)(PTAA) 등의 물질로 형성될 수 있다. 상기 정공 전달층(1240)을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 일 실시예로, 상기 정공 전달층(1240)은 상기 유기 p-형 반도체 물질들 중 하나 이상을 함유하는 용액을 상기 광흡수층(1230) 상에 도포함으로써 형성될 수 있다.
정공수송층으로는 spiro-OMeTAD 용액을 스핀코팅으로 적층하는 것이 바람직하다. 스핀 코팅은 3000 내지 5000rpm으로 20 내지 40초 동안 수행되는 것이 바람직하다.
정공수송층 상에 상대전극을 형성할 수 있다. 상대전극은 Pt, Au, Ni, Cu, Ag, In, Ru, Pd, Rh, Ir, Os, C, 전도성 고분자, 이들의 조합들 등으로 형성될 수 있다. 상기 상대전극을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 상대전극이 금속으로 이루어진 경우, 기상증착법, 스퍼터링 등의 방법으로 형성될 수 있다. 상대전극으로서 Au를 열증착기를 이용하여 증착하는 것이 바람직하다.
이하, 실시예 및 도면을 참고하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.
이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
실시예
재료
본 발명에서 페로브스카이트 물질을 합성하기 위하여 다음 물질을 사용하였다.
methylammonium iodide(MAI)
lead (II) iodide (PbI2)
dimethyl sulfoxide (DMSO)
N,N-Dimethylformamide (DMF)
Diethyl ether(Sigma-Aldrich)
spiro-OMeTAD
FK 209 Co (III) TFSI salt
Li-TFSI[Lithium bis (trifluoromethanesulfonimide)]
4-tert-butylpyridine (tBP)
Chlorobenzene
Acetonitrile
전자수송층 ITSO 박막 증착
비정질 산화물 전자수송층인 ITSO는 RF-magnetron sputtering 장치를 이용하여 ITO (In2O3 : SnO2 = 90wt% : 10wt%)와 SiO2 타겟을 co-sputtering 하여 증착하였다. 기판은 목적에 따라 슬라이드 glass, TCO/glass, 또는 사파이어를 사용하였다. 박막 증착 전 모든 기판은 아세톤, 탈이온수, 이소프로판올 알콜을 이용하여 수 회 초음파 세척되었다. 타겟과 기판과의 거리는 평균 자유행정거리 (mean free path)를 고려하여, ITO 타겟 거리 = 87 mm, SiO2 타겟 거리 = 60 mm로 고정하였다. 기판의 온도는 상온(RT)으로 하였으며, 균일한 박막의 제작을 위해 기판 홀더를 로테이션시켰다. Working pressure는 10 mTorr로 하였고, 사용된 건(gun)의 magnet은 10000 Gauss(1 Tesla)의 자장을 갖는 것을 사용하였다. RF-power는 13.56 MHz의 고주파로 0 ~ 150 W 범위에서 조절하였다. 가스는 Ar (99.99%), O2 (99.99%)의 혼합 가스를 100 sccm 흘렸다. Sputter 내 Ar과 O2의 비율은 Ar : O2 = 100 : 1 내지 1000 : 1 사이로 조절하였다.
태양전지 소자 제작
페로브스카이트 태양전지는 전자수송층이 증착된 투명산화물전극 [F-도핑된 SnO2 (FTO)/Glass (Philkington, TEC 8, 8 Ω/sq), 또는 ITO/glass (ITO on Corning Eagle 2000, 10 Ω/sq)] 상에 제작되었다. 기판 면적은 2 cm x 2 cm이다. 모든 기판은 페로브스카이트 코팅 직전에 20분간 UV-ozone (UVO) 처리되었다. UVO 처리된 기판 상에 페로브스카이트 전구체 [MAI:PbI2:DMSO(Dimethyl sulfoxide)를 1:1:1의 몰비로 N,N-Dimethylformamide(DMF)에 혼합(52 wt%)]를, 4000 rpm으로 20초 동안 스핀코팅 하는 중에, 0.5 ml의 디에틸에테르를 분사하였다.
그 후, 모든 샘플은 65 ℃에서 1분, 130 ℃에서 10 분간 열처리하였다. 정공수송층은 페로브스카이트층 상에 2,2',7,7'-Tetrakis (N,N-di-p-methoxyphenylamino) - 9,9'-spirobifluorene (spiro-OMeTAD) 용액을 3000 rpm으로 30초 동안 스핀코팅하여 형성하였다. 스핀코팅용 Spiro-OMeTAD 용액은, 1 mL의 chlorobenzene에 Spiro-OMeTAD (0.08 g)을 녹인 후, 4-tert-butylpyridine 32 μL와 Li-salt solution 18 μL (0.5220 g in acetonitrile 1 mL)와 함께 섞은 후, 여기에 Co (III)-TFSI salt 0.0147 g를 첨가하여 준비하였다. 상대전극으로는 Au를 열 증착기를 이용하여 100 nm 두께로 증착하였다.
분석
ITSO 박막의 결정학적 분석 및 조성 분석은 X-ray diffraction (XRD, X'pert PRO, PANalytical, Netherlands)와 energy dispersive spectrometer (EDS, EX-250, Horiba, Japan)를 이용하여 측정하였고, 에너지 밴드 구조와 전기적 특성은 UV-Vis-NIR spectrophotometer (Cary 5000, Agilent, United states), ultraviolet photoelectron spectrometer (UPS, AXIS Nova, Kratos, UK), 그리고, Hall measurement (HMS-3000, Ecopia, Korea)를 이용하여 측정하였다.
태양전지 특성은 솔라 시뮬레이터 (Oriel Sol 3A class AAA, Newport, United states)을 이용하여 AM 1.5 G 조건 (100 mW·cm-2)의 광을 조사하며, 전압-전류 sourcemeter (Keithley 2450 sourcemeter)를 이용하여 측정하였다. 측정 시 사용된 shadow mask의 면적은 0.106 cm2이다.
ITSO 박막의 물성 분석
조성 분석
표 1은 ITO와 SiO2 각 target에 가해준 gun 파워에 따른 ITSO 박막의 조성을 EDS로 분석한 결과이다. 각 타겟에 가한 파워는 안정적인 플라즈마를 생성시킬 수 있으면서 장비에 무리를 주지 않도록 50 W 내지 150 W로 변화시켰다.
[표 1]
표 1을 참조하면, 각 박막의 In, Sn, Si 원소의 함량을 분석한 결과, Si, In 및 Sn을 포함한 전체 조성 중 Sn의 분율은 3.2 ~ 7.6 at% 사이로 변화량이 크지 않았으나, Si, In 및 Sn을 포함한 전체 조성 중 Si의 분율은 파워에 따라 크게 변하였다. ITO 타겟의 파워가 작아질수록, 또는 SiO2 타겟의 파워가 커질수록 Si의 함량이 증가하였으며, 전체 금속이온 함량 중 Si 함량을 0.00 at%에서 53.8 at%까지 제어할 수 있었다. 따라서 단순한 스퍼터 타겟 파워 제어를 통해 원하는 Si 함량을 가진 ITSO를 증착할 수 있었으며, Si, In 및 Sn을 포함한 전체 조성 중 Sn 함량의 변화는 작게 하여 Sn 조성에 의한 ITO의 일함수 변화는 크지 않으면서도 SiO2 성분을 크게 변화시켜 ITSO박막의 전기적, 광학적 특성과 에너지 밴드 구조를 변화시킬 수 있을 것이다. 또한 Si 함량의 변화폭이 매우 크므로, 다양한 물성을 지니는 ITSO 기반 전자수송층 제작이 가능하였다.
결정구조 특성 분석
다양한 Si 함량을 지니는 ITSO 박막의 결정구조를 확인하기 위하여 X선 회절 (XRD) 분석을 하여, 그 결과를 도 2에 도시하였다. 기판에 의한 회절 피크 영향을 최소화하기 위하여 사파이어 단결정 기판 상에 ITSO를 증착하였다.
도 2를 참조하면, 20.5°와 41.7°의 2θ 위치에서 발견되는 회절 피크는 사파이어에 의한 것이며, 이 피크들을 제외하면 어떠한 피크도 관찰되지 않았다. ITO 또는 SiO2 타겟만을 이용하여 같은 파워로 상온에서 박막을 증착하면 결정질의 ITO와 비정질의 SiO2 가 증착이 되는데, 이를 고려하면 co-sputtering으로 증착된 박막은 단순히 결정질 ITO와 SiO2가 공존하는 물질이 아니라, 원자 단위에서 In, Sn, Si, O가 혼합된 비정질일 것으로 판단된다.
광학적 특성 분석
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 ITSO 박막의 광투과도를 나타낸 것이다. 도 3을 참조하면, 모든 샘플의 투과도는 550 nm에서 75% 이상이고, 200 nm 내지 400 nm 에서 광흡수가 시작되는 것을 관찰하였다. Si 함량 증가에 따른 투과도는 일률적인 경향을 보여주지는 않지만, Si가 전혀 함유되지 않은 박막을 제외하면, 장파장 영역의 투과도가 증가하는 경향을 확인할 수 있고, Si이 33% 이상 함유된 박막에서는 단파장 투과도도 증가하는 경향을 확인할 수 있다. 광투과도는 ITSO의 밴드갭을 구하고자 측정하였으므로, 250nm 두께의 박막을 사용하였다. 따라서, 실제 태양전지 소자에 적용한 40nm 두께의 ITSO 박막의 광투과도는 더욱 높을 것으로 예상할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 ITSO 박막의 Tauc plots를 나타낸 것이다. Tauc plot은 도 3을 참조하여 아래의 과정을 거쳐 구하였다. 우선 광 투과도를 이용하여 absorption coefficient (α)를 구하였다. 여기서 A는 absorbance, %T는 transmittance, t는 박막의 두께이다.
α = 2.303·A/t - (1)
A = 2 - log10 %T - (2)
식 (2)를 식 (1)에 대입하면,
α = 2.303·(2 - log10 %T)/t
= 1/t·2.303·(2 - log10 %T)
= 1/t·(4.606 - 2.303·log10 %T)
= 1/t·(ln 100 - ln %T) = 1/t·ln 100/%T
Tauc 식은 (αhυ) = C(hυ - Eg)n 이고, 여기서 C는 상수, Eg는 밴드갭에너지이고, n 값은 direct 밴드갭일 때 1/2, indirect 밴드갭일 때 2이다. Tauc 식을 다시 정리하면, 아래 식 (3)과 같다.
(αhυ)1/n = C1/n(hυ - Eg) - (3)
n = 1/2 일 때, (αhυ)2를 Y, hυ를 X 변수로 두면 Y 값이 0이 되는 X 값, 즉 Tauc plot에서 X 절편이 Eg이 됨을 알 수 있다. 이때, 우리는 Tauc plot을 외삽하여 Eg를 구하는 것이 목적이므로, 상수 C를 1로 두고 plot 하여도 같은 Eg 값을 얻을 수 있다.
이러한 과정으로 얻은 도 4는 Si 함량이 0.00 at%에서 53.8 at%로 증가함에 따라 ITSO의 밴드갭이 3.71 eV에서 5.17 eV로 증가함을 나타내고 있다. 이것은 ITO의 밴드갭 (3.60 eV)보다 SiO2의 밴드갭 (9.00 eV)이 훨씬 크기 때문인 것으로 해석할 수 있다.
에너지 밴드 구조
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 ITSO의 UPS 분석 데이터이다. ITSO의 페르미 준위 (EF) 또는 일함수 (Φ), VBM, CBM은 앞에서 구한 밴드갭 에너지와 도 6 및 도 7을 통해 구하였다. 페르미 준위는 다음의 식을 통해 얻어낼 수 있다.
EF = Ecut-off (cut-off binding energy) - 21.2 eV (He 조사에 따른 emission energy) -(4)
Ecut-off는 컷오프 에너지이다. Ecut-off는 UPS 스펙트럼에서 도 6의 그래프를 외삽하여 구하였는데, 모든 샘플이 16.62 eV ~ 16.64 eV의 값을 가져, Si 함량에 따라 큰 변화를 나타내지 않았다.
VBM 값은 위에서 구한 Ecut-off 값과 도 7에서 구한 페르미 엣지 값을 이용하여 아래 식 (5)로 구하였다.
E VBM = E cut-off - E F. Edge -(5)
CBM은 E VBM과 UV-vis 데이터로부터 얻어낸 밴드갭을 이용하여 아래 식 (6)으로 구하였다.
E CBM = E VBM + E g -(6)
위로부터 얻어낸 각 값들을 이용하여 Si 함량에 따른 ITSO의 에너지 밴드 구조값을 확인하였다. Si 함량 증가에 따라, 일함수는 4.56 eV ~ 4.58 eV로 큰 변화를 보이지 않았으며, VBM 레벨은 vacuum 레벨 대비 -7.77 eV ~ -8.50 eV로 Si 함량이 50.0at% 이상에서 급격히 감소하였고, CBM 레벨은 vaccum 레벨 대비 -4.31 eV ~ -3.33 eV로 Si 함량 증가에 따라 점진적으로 증가하였다. 특히, CBM은 Si 함량 14.9at% 이상에서는 모두 MAPbI3의 CBM (3.90 eV) 보다 작음을 확인하였다.
전기적 특성
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 Hall measurement로 분석한 ITSO 박막의 전기적 특성을 Si 함량에 따라 plot한 그래프이다. 도 8을 참조하면, Si 함량 변화에 따라, 전하 농도 (carrier concentration, ne)는 1.4 x 1012 cm-3 내지 2.4 x 1020 cm-3 의 값을, 전하 이동도 (carrier mobility, μe)는 2.4 x 10-1 cm2V-1s-1 내지 7.9 x 102 cm2V-1 s-1의 값을, 전기적 비저항 (resistivity, ρ)는 1.5 x 10-3 Ωcm 내지 5.7 x 103 Ωcm의 값을 나타내었다.
ITSO의 전하 이동도(carrier mobility)는 Si 함량에 따라 기존의 결정질 전자수송층인 TiO2 (< 1 cm2·V-1·s-1)보다 더 우수하고, ZnO (> 2.0 x 102 cm2·V-1·s-1) 및 SnO2 (> 2.4 x 102 cm2·V-1·s-1)과 유사한 값을 가지는 것을 확인하였다.
ITSO 박막 기반 페로브스카이트 태양전지의 소자 특성
광 전류밀도-전압 (J-V) 곡선을 통한 태양전지 특성 분석
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 Si 함량을 0 ~ 51.9at%로 제어하여 증착한 ITSO 박막을 전자수송층으로 적용한 페로브스카이트 태양전지들의 J-V 곡선을 도시한 것이다. 측정시 조사한 광조건은 AM 1.5G, 1 SUN이고, voltage의 scan rate는 100 mVs-1이다. ITSO 박막의 두께는 모두 40 nm이다.
도 10 내지 도 13은 각각 본 발명의 일 실시예에 따라 J-V 곡선으로부터 구한 단락전류밀도 (Jsc), 개방전압 (Voc), 충진률 (FF), 광전 에너지변환효율 (η)을 ITSO 박막 내 Si 함량에 따라 나타내는 그래프를 도시한다. 단락전류밀도(Jsc)는 Si 함량에 크게 상관없이 17 mA·cm-2 내지 21 mA·cm-2 사이의 값을 유지하다가 51.9 at%에서 1.5 mA·cm-2로 크게 감소하였다. 개방전압 (Voc)은 Si 함량이 증가하며 증가하다가, 51.9 at%에서 감소하였지만, 감소폭은 약 0.1 V가량으로 단락전류밀도(Jsc)의 감소폭보다 훨씬 작았다. 충진률(FF)은 개방전압(Voc)와 비슷하게 Si 함량에 따라 ~0.35에서 ~0.7로 증가하는 추세를 보이다가 51.9at%에서 다시 ~ 0.35로 감소됨을 나타내었다. 단락전류밀도 (Jsc), 개방전압 (Voc), 충진률 (FF)를 이용하여 계산된 광전 에너지변환효율(η)는 개방전압 (Voc)와 충진률(FF)의 추세에 영향을 많이 받아서, Si 함량이 15.8at% 내지 38.0at%일 때 12.5% 내지 14%의 높은 값을 나타내었고, 이 외에서는 7% 이하의 낮은 값을 나타내었다.
J-V 곡선 개형을 살펴보면, Si 함량이 15.8at% 내지 38.0at%인 샘플은 모두 특성인자, 특히 FF가 높고, J-V 곡선이 다른 샘플에 비해 우수한 다이오드에 가까운 모양을 보이는 반면, Si 함량이 0.00, 6.60, 51.9 at%인 샘플은 충진률(FF)이 매우 낮은 특성을 보인다. Si 함량 0.00at%와 6.60at%의 J-V 곡선은, 인가전압을 증가시키며 선형에 가까운 추세로 전류밀도가 감소하고, 이에 따라 단락전류밀도 (Jsc)는 높은 반면 개방전압 (Voc)은 매우 낮은 경향을 보였는데, 이는 다이오드의 구성 요소 중 shunt 저항이 매우 작을 때 나타나는 현상이다. Shunt 저항은 다이오드에서 전류의 정류 정도를 판단할 수 있는 요소로써, shunt 저항이 클수록 이상적인 다이오드에 가깝다고 생각할 수 있다. 따라서, 0.00at%와 6.60at%의 경우는 태양전지의 다이오드 특성이 좋지 않다고 여겨지며, 그 이유는 Si 함량이 적을 때 ITSO의 비저항이 매우 작기 때문에 페로브스카이트 층에서 ITSO 층으로 주입된 전자가 다시 페로브스카이트 층의 정공과 재결합하기 때문으로 해석하였다.
이와는 대조적으로, 51.9at% 샘플은 개방전압 (Voc)은 크게 감소하지 않은 반면, 단락전류밀도 (Jsc)가 10배 이상 감소하였고, J-V 곡선에서 개방전압 (Voc)에 가까운 인가전압으로 갈수록 매우 낮은 선형적 기울기를 보인다. 이는 일반적으로, 다이오드의 정방향으로 전류가 흐를 때 작용하는 저항 (series 저항)이 지나치게 클 때 나타나는 현상이므로, 이 소자는 내부에 매우 큰 series 저항 성분을 가지고 있다고 판단된다. 이렇게 series 저항이 큰 것은 다음 두 가지로 이유 때문인 것으로 이해할 수 있다.
첫째, ITSO 박막 내의 Si 함량이 매우 높으면 비저항이 104 Ωcm 이상으로 거의 부도체에 가까운 전기적 특성을 가지기 때문에, 소자의 series 저항이 매우 커졌을 것으로 여겨진다.
둘째, ITSO 박막 조성내 Si의 분율이 증가할수록 CBM 레벨이 높아져, 페로브스카이트의 CBM보다 훨씬 더 높은 레벨에 위치하게 되고, 따라서 페로브스카이트 층에서 광여기된 전자가 ITSO 층으로 주입이 어려워졌을 것으로 여겨진다.
본 발명에 따르면 약 14%의 광전 에너지변환 효율을 보이는 ITSO 전자수송층 기반의 페로브스카이트 태양전지를 제작할 수 있었고, 이때, Si 함량이 15.8at% 내지 38.0at%인 ITSO 박막이 페로브스카이트 태양전지의 전자수송층으로서 가장 적합하다는 것을 확인할 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (12)
- 제1항에 있어서,
상기 Si, In, 및 Sn을 포함한 전체 구성 중 Sn의 함량은 3.2 내지 7.6 at%인 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 태양전지.
- 제1항에 있어서,
상기 Si, In, 및 Sn을 포함한 전체 구성 중 Si의 함량은 0.01 내지 53.8 at%인 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 태양전지.
- 제3항에 있어서,
상기 Si의 함량은 15.8 내지 38.0 at%인 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 태양전지.
- 제4항에 있어서,
상기 전자수송층의 전하 이동도 (carrier mobility, μe)는 2.4 x 10-1 cm2V-1s-1 내지 7.9 x 102 cm2V-1 s-1인 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 태양전지.
- 제1항에 있어서,
상기 투명전극은 플루오린 틴 옥사이드(FTO), 인듐 틴 옥사이드(ITO), 알루미늄 아연 옥사이드(AZO), 니오븀 티타늄 옥사이드(NTO), 아연 틴 옥사이드(ZTO), 그래핀, 및 탄소나노튜브 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 태양전지.
- 제1항에 있어서,
상기 식은, 0 < x < 1이고, 0 < y < 1인 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 태양전지.
- 투명전극을 형성하는 단계;
상기 투명전극 상에 SnO2, In2O3 및 SiO2 중에서 선택된 하나 이상의 타겟을 스퍼터링하여 전자수송층을 형성하는 단계;
상기 전자수송층 상에 광흡수층을 형성하는 단계;
상기 광흡수층 상에 정공수송층을 형성하는 단계; 및
상기 정공수송층 상에 상대전극을 형성하는 단계;를 포함하는 페로브스카이트 태양전지의 제조방법으로서,
상기 전자수송층은 아래의 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 태양전지의 제조방법:
[화학식 1]
상기 식에서,
0 ≤ x ≤ 1이고, 0 ≤ y < 1이고, x와 y의 조합(x, y)이 (0, 0) 또는 (1, 0)인 경우를 제외한다.
- 투명전극을 형성하는 단계;
상기 투명전극 상에 정공수송층을 형성하는 단계;
상기 정공수송층 상에 광흡수층을 형성하는 단계;
상기 광흡수층 상에 SnO2, In2O3 및 SiO2 중에서 선택된 하나 이상의 타겟을 스퍼터링하여 전자수송층을 형성하는 단계; 및
상기 전자수송층 상에 상대전극을 형성하는 단계;를 포함하는 페로브스카이트 태양전지의 제조방법으로서,
상기 전자수송층은 아래의 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 태양전지의 제조방법:
[화학식 1]
상기 식에서,
0 ≤ x ≤ 1이고, 0 ≤ y < 1이고, x와 y의 조합(x, y)이 (0, 0) 또는 (1, 0)인 경우를 제외한다.
- 제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 전자수송층은 Si, In, 및 Sn을 포함한 전체 구성 중 Si의 함량은 0.01 내지 53.8 at%인 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 태양전지의 제조방법.
- 제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 전자수송층은 Si, In, 및 Sn을 포함한 전체 구성 중 Si의 함량은 15.8 내지 38.0 at%인 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 태양전지의 제조방법.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 태양전지를 채용한 태양전지 소자.
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Cited By (3)
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---|---|---|---|---|
CN111739961A (zh) * | 2020-06-16 | 2020-10-02 | 湖北文理学院 | 基于有序SnO2纳米棒阵列的无机钙钛矿太阳能电池及其制备方法 |
KR20220041984A (ko) * | 2020-09-25 | 2022-04-04 | 광운대학교 산학협력단 | 패치 가능한 가요성 에틸셀룰로오스/Ag 나노와이어 복합재 투명전극과 이를 포함하는 페로브스카이트 태양전지 및 그 제조방법 |
CN115440890A (zh) * | 2022-09-28 | 2022-12-06 | 隆基绿能科技股份有限公司 | 一种钙钛矿太阳能电池及其制造方法、叠层太阳能电池 |
Families Citing this family (1)
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101654310B1 (ko) * | 2015-06-09 | 2016-09-05 | 포항공과대학교 산학협력단 | 양극산화법을 이용한 전극 적층체의 제조방법, 및 그의 제조방법을 포함하는 페로브스카이트 태양전지의 제조방법 |
KR20160124186A (ko) * | 2014-02-24 | 2016-10-26 | 가부시키가이샤 리코 | 광전 변환 소자 및 태양 전지 |
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KR20180113299A (ko) * | 2017-04-06 | 2018-10-16 | 대주전자재료 주식회사 | 정공수송재료 및 이를 포함하는 광전 소자 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Noh et al.: "The archtecture of the elctron transport layer for a perovskite solar cell", Journal of Materials chemistry C 2018.6.682-712 (2017.10.12)* * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111739961A (zh) * | 2020-06-16 | 2020-10-02 | 湖北文理学院 | 基于有序SnO2纳米棒阵列的无机钙钛矿太阳能电池及其制备方法 |
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