KR20200031388A - Organic-inorganic complex solar cell - Google Patents

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Abstract

The present specification provides an organic-inorganic complex solar cell comprising: a first electrode; a first common layer including a metal oxide including tin provided on the first electrode; a light absorbing layer including a compound having a perovskite structure provided on the first common layer; and a second electrode including a carbon material provided on the light absorbing layer.

Description

유-무기 복합 태양전지 {ORGANIC-INORGANIC COMPLEX SOLAR CELL}Organic-Inorganic Composite Solar Cell {ORGANIC-INORGANIC COMPLEX SOLAR CELL}

본 명세서는 유-무기 복합 태양전지에 관한 것이다.This specification relates to an organic-inorganic composite solar cell.

화석 에너지의 고갈과 이의 사용에 의한 지구 환경적인 문제를 해결하기 위해 태양에너지, 풍력, 수력과 같은 재생 가능하며, 청정한 대체 에너지원에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이 중에서 태양 빛으로부터 직접 전기적 에너지를 변화시키는 태양전지에 대한 관심이 크게 증가하고 있다. 여기서 태양전지란 태양빛으로부터 광 에너지를 흡수하여 전자와 정공을 발생하는 광기전 효과를 이용하여 전류-전압을 생성하는 전지를 의미한다.In order to solve the global environmental problems caused by the depletion of fossil energy and its use, research on renewable and clean alternative energy sources such as solar energy, wind power, and hydropower has been actively conducted. Among them, interest in solar cells that directly change electrical energy from solar light is increasing. Here, a solar cell means a battery that absorbs light energy from sunlight and generates current-voltage using a photovoltaic effect that generates electrons and holes.

유-무기 복합 페로브스카이트 물질은 흡광계수가 높고, 용액 공정을 통해 쉽게 합성이 가능한 특성 때문에 최근에 유-무기 복합 태양전지 광흡수 물질로서 각광 받고 있다.The organic-inorganic composite perovskite material has recently been spotlighted as an organic-inorganic composite solar cell light absorbing material because of its high absorption coefficient and easy synthesis through solution process.

그러나, 기존의 페로브스카이트 물질을 적용한 유-무기 복합 태양전지의 경우, 높은 효율에도 불구하고, 상부 전극에 적용되는 금속 전극이 페로브스카이트 광흡수층 내 할로겐 원소들과 반응함으로써, 전기전도도 및 장기 구동 안정성이 저하되는 문제가 있다. 또한, 금속 전극을 도입하기 위한 진공 증착 방식은 상용화를 위한 롤투롤(roll-to-roll) 공정에 적용시 비용이 상승된다는 문제가 있다.However, in the case of an organic-inorganic composite solar cell using a conventional perovskite material, despite high efficiency, the metal electrode applied to the upper electrode reacts with halogen elements in the perovskite light absorbing layer, thereby conducting electricity. And long-term driving stability. In addition, the vacuum deposition method for introducing the metal electrode has a problem that the cost increases when applied to a roll-to-roll process for commercialization.

따라서, 내구성 및 공정성 향상이 가능한 다른 상부 전극에 대한 연구가 필요하다.Therefore, studies on other upper electrodes capable of improving durability and fairness are needed.

Adv. Mater. 2014, 26, 4991-4998Adv. Mater. 2014, 26, 4991-4998

본 명세서는 유-무기 복합 태양전지를 제공한다.The present specification provides an organic-inorganic composite solar cell.

본 명세서의 일 실시상태는 제1 전극;An exemplary embodiment of the present specification is a first electrode;

상기 제1 전극 상에 구비된 주석을 포함하는 금속 산화물을 포함하는 제1 공통층;A first common layer comprising a metal oxide containing tin provided on the first electrode;

상기 제1 공통층 상에 구비된 페로브스카이트 구조의 화합물을 포함하는 광흡수층; 및A light absorbing layer comprising a compound of perovskite structure provided on the first common layer; And

상기 광흡수층 상에 구비된 탄소 소재를 포함하는 제2 전극을 포함하는 유-무기 복합 태양전지를 제공한다.An organic-inorganic composite solar cell including a second electrode including a carbon material provided on the light absorbing layer.

본 명세서의 일 실시상태에 따른 유-무기 복합 태양전지는 상온 및 고온에서 장기 안정성이 우수하다.The organic-inorganic composite solar cell according to an exemplary embodiment of the present specification is excellent in long-term stability at room temperature and high temperature.

또한 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유-무기 복합 태양전지는 넓은 광스펙트럼을 흡수할 수 있어, 광 에너지 손실이 줄고, 에너지 변환 효율이 상승하는 효과가 있다. In addition, the organic-inorganic composite solar cell according to an exemplary embodiment of the present specification is capable of absorbing a wide spectrum of light, reducing light energy loss and increasing energy conversion efficiency.

도 1 및 2는 본 명세서의 실시상태에 따른 유-무기 복합 태양전지의 구조를 예시한 도이다.
도 3은 실시예 1에서 제조된 제2 전극 단면의 주사전자현미경(SEM) 이미지를 나타낸 도이다.
도 4는 본 명세서의 일 실시상태에서 제조된 유-무기 복합 태양전지의 고온 보관 안정성 측정 결과를 나타낸 도이다.
1 and 2 are diagrams illustrating the structure of an organic-inorganic composite solar cell according to an exemplary embodiment of the present specification.
3 is a view showing a scanning electron microscope (SEM) image of a second electrode cross-section prepared in Example 1.
4 is a view showing the result of measuring the high temperature storage stability of the organic-inorganic composite solar cell manufactured in one embodiment of the present specification.

이하, 본 명세서를 상세히 설명한다.Hereinafter, the present specification will be described in detail.

본 명세서에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In the present specification, when a part “includes” a certain component, it means that the component may further include other components, not to exclude other components, unless otherwise stated.

본 명세서에 있어서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에"위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접하여 있는 경우뿐만 아니라, 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.In the present specification, when it is said that a member is positioned “on” another member, this includes not only the case where one member abuts another member, but also the case where another member is present between two members.

본 명세서의 일 실시상태는 제1 전극;An exemplary embodiment of the present specification is a first electrode;

상기 제1 전극 상에 구비된 주석을 포함하는 금속 산화물을 포함하는 제1 공통층;A first common layer comprising a metal oxide containing tin provided on the first electrode;

상기 제1 공통층 상에 구비된 페로브스카이트 구조의 화합물을 포함하는 광흡수층; 및A light absorbing layer comprising a compound of perovskite structure provided on the first common layer; And

상기 광흡수층 상에 구비된 탄소 소재를 포함하는 제2 전극을 포함하는 유-무기 복합 태양전지를 제공한다.An organic-inorganic composite solar cell including a second electrode including a carbon material provided on the light absorbing layer.

도 1에는 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유-무기 복합 태양전지를 나타내었다. 구체적으로 제1 전극(10), 제1 공통층(20), 광흡수층(30) 및 제2 전극(50)이 순차적으로 적층된 유-무기 복합 태양전지를 나타내었다.1 shows an organic-inorganic composite solar cell according to an exemplary embodiment of the present specification. Specifically, an organic-inorganic composite solar cell in which the first electrode 10, the first common layer 20, the light absorbing layer 30, and the second electrode 50 are sequentially stacked is illustrated.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 주석을 포함하는 금속 산화물은 SnO2(tin oxide), Sb:SnO2(antimony-doped tin oxide), BaSnO3(barium tin trioxide) 및 La:BaSnO3(lanthanum-doped barium tin trioxide)중 1종 이상이다.In one embodiment of the present specification, the metal oxide containing tin is SnO 2 (tin oxide), Sb: SnO 2 (antimony-doped tin oxide), BaSnO 3 (barium tin trioxide) and La: BaSnO 3 (lanthanum) -doped barium tin trioxide).

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 주석을 포함하는 금속 산화물은 SnO2(tin oxide), Sb:SnO2(antimony-doped tin oxide), BaSnO3(barium tin trioxide) 및 La:BaSnO3(lanthanum-doped barium tin trioxide)중 1종 또는 2종을 포함한다.In one embodiment of the present specification, the metal oxide containing tin is SnO 2 (tin oxide), Sb: SnO 2 (antimony-doped tin oxide), BaSnO 3 (barium tin trioxide) and La: BaSnO 3 (lanthanum) -doped barium tin trioxide).

상기 제1 공통층이 주석을 포함하는 금속산화물을 포함할 경우, 주석을 제외한 다른 금속 산화물을 포함하는 경우(예컨대, Ti 산화물, Zn 산화물)보다 광전변환효율 및 장기 안정성이 우수한 효과가 있다. When the first common layer includes a metal oxide containing tin, the photoelectric conversion efficiency and long-term stability are superior to those of other metal oxides other than tin (eg, Ti oxide, Zn oxide).

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 주석을 포함하는 금속 산화물은 제1 공통층에 나노 입자 형태로 포함되어 있다. 나노 입자로 포함될 경우, 150℃ 이하 저온 공정이 가능한 효과가 있다. In one embodiment of the present specification, the metal oxide containing tin is included in the form of nanoparticles in the first common layer. When included as a nanoparticle, there is an effect that a low temperature process of 150 ° C or less is possible.

본 명세서에 있어서, “나노 입자”는 입자의 크기가 nm 범위인 것을 의미한다. 예컨대, 상기 “나노 입자”는 입자의 크기가 1nm 내지 990nm일 수 있다.In this specification, "nanoparticle" means that the particle size is in the nm range. For example, the “nanoparticle” may have a particle size of 1 nm to 990 nm.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 공통층의 두께는 5nm 내지 100nm이다. In one embodiment of the present specification, the thickness of the first common layer is 5 nm to 100 nm.

제1 공통층의 두께가 상기 범위를 만족할 경우 단락전류밀도(Jsc) 및 충전율(Fill factor)이 증가하여 전지의 광전변환효율이 증대되는 효과가 있다. When the thickness of the first common layer satisfies the above range, the short-circuit current density (Jsc) and the fill factor increase, thereby increasing the photoelectric conversion efficiency of the battery.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 공통층은 전자수송층이다.In one embodiment of the present specification, the first common layer is an electron transport layer.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 공통층은 스퍼터링, E-Beam, 열증착, ALD(Atomic layer deposition), 스핀 코팅, 슬릿코팅, 스크린 프린팅, 잉크젯 프린팅, 스프레이 코팅, 닥터 블레이드 또는 그라비아 프린팅법을 사용하여 제1 전극의 일면에 도포되거나 필름 형태로 코팅됨으로써 형성될 수 있다.In one embodiment of the present specification, the first common layer is sputtering, E-Beam, thermal deposition, atomic layer deposition (ALD), spin coating, slit coating, screen printing, inkjet printing, spray coating, doctor blade or gravure It may be formed by being applied to one surface of the first electrode using a printing method or coated in a film form.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 전극은 탄소 소재를 포함한다.In one embodiment of the present specification, the second electrode includes a carbon material.

종래의 유-무기 복합 태양전지는 제2 전극으로 금속을 사용하였다. 이경우, 금속이 페로브스카이트 광흡수층 내 할로겐 원소들과 반응함으로써, 전기전도도가 및 장기 구동 안정성이 저하되는 문제가 있다. 또한, 금속을 도입하기 위한 진공 증착 방식은 상용화를 위한 롤투롤(roll-to-roll) 공정에 적용시 비용이 상승된다는 문제가 있다.Conventional organic-inorganic composite solar cells used metal as the second electrode. In this case, the metal reacts with halogen elements in the perovskite light-absorbing layer, and thus there is a problem in that electrical conductivity and long-term driving stability are lowered. In addition, the vacuum deposition method for introducing a metal has a problem that the cost increases when applied to a roll-to-roll process for commercialization.

반면에, 본 명세서의 일 실시상태는 상부 전극으로 탄소 소재를 적용함으로써, 제조 공정이 간편하고, 공정 비용이 감소하며, 전지의 구동 안정성이 증대되는 효과가 있다. 예컨대, 상압에서도 전지 제작이 가능한 효과가 있다. On the other hand, in one embodiment of the present specification, by applying a carbon material as an upper electrode, the manufacturing process is simple, the process cost is reduced, and the driving stability of the battery is increased. For example, there is an effect capable of manufacturing a battery even at normal pressure.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 탄소 소재는 탄소나노튜브(CNT), 그라파이트(graphite), 그라핀(graphene), 산화 그라핀(grapheme oxide), 활성탄, 다공성 탄소(mesoporous carbon), 탄소섬유(carbon fiber), 전도성 카본 블랙(carbon black) 및 탄소 나노 와이어(carbon nano wire) 중 1종 이상을 포함한다. In one embodiment of the present specification, the carbon material is carbon nanotube (CNT), graphite, graphene, graphene oxide, activated carbon, porous carbon, carbon fiber (carbon fiber), conductive carbon black (carbon black) and carbon nanowires (carbon nano wire).

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 탄소 소재는 탄소나노튜브(CNT), 그라파이트(graphite), 그라핀(graphene), 산화 그라핀(grapheme oxide), 활성탄, 다공성 탄소(mesoporous carbon), 탄소섬유(carbon fiber), 전도성 카본 블랙(carbon black) 및 탄소 나노 와이어(carbon nano wire) 중 1종 내지 3종을 포함한다.In one embodiment of the present specification, the carbon material is carbon nanotube (CNT), graphite, graphene, graphene oxide, activated carbon, porous carbon, carbon fiber (carbon fiber), conductive carbon black (carbon black) and carbon nanowires (carbon nano wire).

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 탄소 소재를 포함하는 제2 전극은 서로 상이한 제1 탄소 소재 및 제2 탄소 소재를 포함하고, In one embodiment of the present specification, the second electrode including the carbon material includes a first carbon material and a second carbon material different from each other,

상기 제1 탄소 소재는 탄소나노튜브(CNT), 그라파이트(graphite) 및 그라핀(graphene) 중 1종 이상을 포함하며,The first carbon material includes one or more of carbon nanotube (CNT), graphite (graphite) and graphene (graphene),

상기 제2 탄소 소재는 전도성 카본 블랙을 포함한다.The second carbon material includes conductive carbon black.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 탄소 소재는 하부층과의 물리적/화학적 접합을 원활하게 하기 위해 부피가 작고 균일한 모양의 전도성 탄소 소재를 적용하는 것이 바람직하며, 전도성과 형태의 제한으로 인해 2종 이상의 탄소 소재를 쓰는 것이 바람직하다. In one embodiment of the present specification, the carbon material is preferably applied with a small volume and a uniformly shaped conductive carbon material in order to facilitate physical / chemical bonding with the lower layer, due to conductivity and shape limitations. It is preferred to use more than one kind of carbon material.

상기 탄소 소재 중에서도 탄소나노튜브(CNT), 그라파이트(graphite) 및 그라핀(graphene)은 전도성이 우수하다. 따라서, 본 명세서의 일 실시상태는 제1 탄소 소재로서 탄소나노튜브(CNT), 그라파이트(graphite) 및 그라핀(graphene) 중 1종 이상을 포함한다.Among the carbon materials, carbon nanotubes (CNT), graphite, and graphene have excellent conductivity. Accordingly, an exemplary embodiment of the present specification includes at least one of carbon nanotubes (CNT), graphite, and graphene as the first carbon material.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 탄소 소재는 탄소나노튜브(CNT), 그라파이트(graphite) 또는 그라핀(graphene)을 포함한다.In one embodiment of the present specification, the first carbon material includes carbon nanotubes (CNT), graphite, or graphene.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 탄소 소재는 그라파이트를 포함한다.In one embodiment of the present specification, the first carbon material includes graphite.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 그라파이트의 전기 전도도는 25S/cm 내지 30S/cm이다.In one embodiment of the present specification, the electrical conductivity of the graphite is 25S / cm to 30S / cm.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 그라파이트 입자의 크기는 1μm 내지 25μm이다. In one embodiment of the present specification, the size of the graphite particles is 1 μm to 25 μm.

상기 탄소 소재 중에서도 전도성 카본 블랙은 부피가 가장 작고 3차원적으로 구형에 가까우므로 하부층과의 접합재의 역할을 할 수 있다. 따라서, 본 명세서의 일 실시상태는 제2 탄소 소재로서 전도성 카본 블랙을 포함한다. Among the carbon materials, the conductive carbon black has the smallest volume and is close to a sphere in three dimensions, so it can serve as a bonding material with the lower layer. Accordingly, an exemplary embodiment of the present specification includes a conductive carbon black as a second carbon material.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 전도성 카본 블랙 입자의 크기는 10nm 내지 50nm이다.In one embodiment of the present specification, the size of the conductive carbon black particles is 10 nm to 50 nm.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 전도성 카본 블랙의 전기 전도도는 2S/cm 내지 4S/cm이다.In one embodiment of the present specification, the electrical conductivity of the conductive carbon black is 2S / cm to 4S / cm.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 탄소 소재의 함량은 상기 제1 탄소 소재 100 중량부 대비 30 내지 60 중량부이다. In one embodiment of the present specification, the content of the second carbon material is 30 to 60 parts by weight compared to 100 parts by weight of the first carbon material.

제2 탄소 소재의 함량이 상기 범위를 만족할 경우 제2 전극을 형성하는 입자의 크기가 적절하게 조절되며, 하부층과의 접착력이 향상될 수 있다. 이에 따라, 수직방향으로의(하부층과의) 전하 이동이 용이해진다. 따라서, 상기 범위를 만족할 경우 단락전류밀도(Jsc) 및 충전율(Fill factor)이 증가하여 전지의 광전변환효율이 증대되는 효과가 있다. When the content of the second carbon material satisfies the above range, the size of the particles forming the second electrode is appropriately adjusted, and adhesion with the lower layer can be improved. This facilitates charge transfer in the vertical direction (with the lower layer). Accordingly, when the above range is satisfied, the short-circuit current density (Jsc) and the filling factor (Fill factor) are increased to increase the photoelectric conversion efficiency of the battery.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 전극으로 형성된 탄소 소재의 입자 크기는 15μm 이하이다. In one embodiment of the present specification, the particle size of the carbon material formed by the second electrode is 15 μm or less.

제2 탄소 소재의 함량이 상기 범위를 만족할 경우 단락전류밀도(Jsc) 및 충전율(Fill factor)이 증가하여 전지의 광전변환효율이 증대되는 효과가 있다. When the content of the second carbon material satisfies the above range, the short-circuit current density (Jsc) and the filling factor (Fill factor) is increased to increase the photoelectric conversion efficiency of the battery.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 탄소 소재를 포함하는 제2 전극은 바인더를 더 포함한다.In one embodiment of the present specification, the second electrode including the carbon material further includes a binder.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 바인더는 수용성 고분자, 광경화성 수지, 열경화성 수지 또는 열가소성 수지가 사용될 수 있다. 예컨대, 상기 바인더는 폴리메틸메타크릴레이트와 같은 폴리(메트)아크릴계, 폴리카보네이트계, 폴리스티렌계, 폴리아릴렌계, 폴리우레탄계, 스티렌-아크릴로니트릴계, 폴리비닐리덴플루오라이드계, 폴리비닐리덴플로오라이드계 유도체, 에틸세룰로오스 등이 사용될 수 있으나 이에만 한정되는 것은 아니다. In one embodiment of the present specification, the binder may be a water-soluble polymer, a photocurable resin, a thermosetting resin or a thermoplastic resin. For example, the binder is poly (meth) acrylic, polycarbonate, polystyrene, polyarylene, polyurethane, styrene-acrylonitrile, polyvinylidenefluoride, polyvinylidene fluoride, such as polymethyl methacrylate Oride-based derivatives, ethyl cellulose, etc. may be used, but is not limited thereto.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 바인더는 1종 만이 사용될 수도 있고, 2종 이상이 함께 사용될 수 있다. In one embodiment of the present specification, only one type of the binder may be used, or two or more types of the binder may be used together.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 바인더를 포함함으로써, 하부층과의 밀착성, 전극의 경도 및 전지의 구동 안정성을 향상시킬 수 있다.In one embodiment of the present specification, by including the binder, adhesion to the lower layer, hardness of the electrode, and driving stability of the battery can be improved.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 하부층은 광흡수층 또는 제2 공통층을 의미한다.In one embodiment of the present specification, the lower layer means a light absorbing layer or a second common layer.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 바인더의 함량은 상기 탄소 소재 100 중량부 대비 15 내지 100 중량부이다. 즉, 상기 바인더의 함량은 제1 탄소소재와 제2 탄소소재 합 100 중량부 대비 15 내지 100 중량부이다. 구체적으로, 상기 바인더의 함량은 탄소 소재 100 중량부 대비 30 내지 100 중량부이다. 보다 구체적으로, 상기 바인더의 함량은 탄소 소재 100 중량부 대비 50 내지 90 중량부이다. In one embodiment of the present specification, the content of the binder is 15 to 100 parts by weight compared to 100 parts by weight of the carbon material. That is, the content of the binder is 15 to 100 parts by weight compared to 100 parts by weight of the sum of the first carbon material and the second carbon material. Specifically, the content of the binder is 30 to 100 parts by weight compared to 100 parts by weight of the carbon material. More specifically, the content of the binder is 50 to 90 parts by weight compared to 100 parts by weight of the carbon material.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 광흡수층은 불소계 계면활성제를 포함한다.In one embodiment of the present specification, the light absorbing layer includes a fluorine-based surfactant.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 불소계 계면활성제는 불소를 포함하는 계면활성 물질을 의미한다.In one embodiment of the present specification, the fluorine-based surfactant means a surface-active substance containing fluorine.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 불소계 계면 활성제는 당업계에서 사용되는 물질이라면 제한 없이 사용가능하며, 구체적으로, 주쇄가 친수성기, 친유성기, 플루오로(fluoro)기 및 퍼플루오로알킬(perfluoro alkyl)기의 조합으로 이루어진 올리고머일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.In one embodiment of the present specification, the fluorine-based surfactant may be used without limitation as long as it is a material used in the art. Specifically, the main chain is a hydrophilic group, a lipophilic group, a fluoro group, and a perfluoroalkyl (perfluoro) alkyl) group may be an oligomer, but is not limited thereto.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 불소계 계면활성제는 하기 화학식 A로 표시될 수 있다.In one embodiment of the present specification, the fluorine-based surfactant may be represented by Formula A below.

[화학식 A][Formula A]

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 화학식 A에 있어서, x 및 y는 각각 1 내지 10의 정수이다.In the formula (A), x and y are each an integer of 1 to 10.

구체적으로, 상기 불소계 계면 활성제로 Dupont 社 FS-31, Zonyl 社 FS-300, DIC 社 RS-72-K 또는 3M 社 FC-4430가 사용될 수 있다. Specifically, Dupont FS-31, Zonyl FS-300, DIC RS-72-K or 3M FC-4430 may be used as the fluorine-based surfactant.

본 명세서의 일 실시상태는 광흡수층에 상기 불소계 계면 활성제를 포함함으로서, 광흡수층 형성시 전기적 특성 저하 없이 전지의 구동 안정성이 향상되는 효과를 나타낼 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present specification, the fluorine-based surfactant is included in the light absorbing layer, and thus, when forming the light absorbing layer, the driving stability of the battery may be improved without deteriorating electrical characteristics.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 광흡수층은 불소계 계면활성제를 광흡수층 질량 대비 0.005wt% 내지 0.5wt% 포함한다. In one embodiment of the present specification, the light absorbing layer includes a fluorine-based surfactant in an amount of 0.005 wt% to 0.5 wt% based on the mass of the light absorbing layer.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 광흡수층은 페로브스카이트 구조의 화합물을 포함한다.In one embodiment of the present specification, the light absorbing layer includes a compound having a perovskite structure.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 페로브스카이트 구조의 화합물은 하기 화학식 1 내지 3 중 어느 하나로 표시된다.In one embodiment of the present specification, the compound of the perovskite structure is represented by any one of the following Chemical Formulas 1 to 3.

[화학식 1][Formula 1]

R1M1X13 R1M1X1 3

[화학식 2][Formula 2]

R2aR3(1-a)M2X2zX3(3-z) R2 a R3 (1-a) M2X2 z X3 (3-z)

[화학식 3][Formula 3]

R4bR5cR6dM3X4z'X5(3-z') R4 b R5 c R6 d M3X4 z ' X5 (3-z')

상기 화학식 1 내지 3에 있어서,In Chemical Formulas 1 to 3,

R2 및 R3는 서로 상이하고, R2 and R3 are different from each other,

R4, R5 및 R6는 서로 상이하며,R4, R5 and R6 are different from each other,

R1 내지 R6는 각각 독립적으로 CnH2n + 1NH3 +, NH4 +, HC(NH2)2 +, Cs+, Rb+, NF4 +, NCl4 +, PF4 +, PCl4 +, CH3PH3 +, CH3AsH3 +, CH3SbH3 +, PH4 +, AsH4 + 및 SbH4 +에서 선택되는 1가의 양이온이며,R1 to R6 are each independently C n H 2n + 1 NH 3 + , NH 4 + , HC (NH 2 ) 2 + , Cs + , Rb + , NF 4 + , NCl 4 + , PF 4 + , PCl 4 + , CH 3 PH 3 + , CH 3 AsH 3 + , CH 3 SbH 3 + , PH 4 + , AsH 4 + and SbH 4 + is a monovalent cation selected from,

M1 내지 M3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 Cu2 +, Ni2 +, Co2 +, Fe2 +, Mn2+, Cr2 +, Pd2 +, Cd2 +, Ge2 +, Sn2 +, Bi2 +, Pb2 + 및 Yb2 + 에서 선택되는 2가의 금속 이온이고,M1 to M3 are the same as or different from each other, and each independently Cu 2 + , Ni 2 + , Co 2 + , Fe 2 + , Mn 2+ , Cr 2 + , Pd 2 + , Cd 2 + , Ge 2 + , Sn 2 + , Bi 2 + , Pb 2 + and a divalent metal ion selected from Yb 2 + ,

X1 내지 X5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 할로겐 이온이며,X1 to X5 are the same as or different from each other, and each independently a halogen ion,

n은 1 내지 9의 정수이고,n is an integer from 1 to 9,

a는 0 < a < 1의 실수이며,a is a real number of 0 <a <1,

b는 0 < b < 1의 실수이고,b is a real number of 0 <b <1,

c는 0 < c < 1의 실수이며,c is a real number in 0 <c <1,

d는 0 < d < 1의 실수이고,d is a real number of 0 <d <1,

b + c + d는 1이고,b + c + d is 1,

z는 0 < z < 3의 실수이며,z is a real number of 0 <z <3,

z'은 0 < z' < 3의 실수이다.z 'is a real number of 0 <z' <3.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 광흡수층의 페로브스카이트 구조의 화합물은 단일 양이온을 포함할 수 있다. 본 명세서에 있어서 단일 양이온이란, 한 종류의 1가 양이온을 사용한 것을 의미한다. 즉, 화학식 1에 있어서 R1으로 한 종류의 1가 양이온만 선택된 것을 의미한다. 예컨대, 상기 화학식 1의 R1은 CnH2n + 1NH3 + 이고, n은 1 내지 9의 정수일 수 있다. In one embodiment of the present specification, the compound of the perovskite structure of the light absorbing layer may include a single cation. In the present specification, a single cation means that one type of monovalent cation is used. That is, in Formula 1, R1 means that only one type of monovalent cation was selected. For example, R1 in Chemical Formula 1 is C n H 2n + 1 NH 3 + , and n may be an integer from 1 to 9.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 광흡수층의 페로브스카이트 구조의 화합물은 복합 양이온을 포함할 수 있다. 본 명세서에 있어서 복합 양이온이란, 두 종류 이상의 1가 양이온을 사용한 것을 의미한다. 즉, 화학식 2에서 R2 및 R3가 각각 서로 상이한 1가 양이온이 선택되고, 화학식 3에서 R4 내지 R6가 각각 서로 상이한 1가의 양이온이 선택된 것을 의미한다. 예컨대, 상기 화학식 2의 R2는 CnH2n+1NH3 +, R3는 HC(NH2)2 +일 수 있다. 또한, 상기 화학식 3의 R4는 CnH2n + 1NH3 +, R5는 HC(NH2)2 +, R6는 Cs+일 수 있다.In one embodiment of the present specification, the compound of the perovskite structure of the light absorbing layer may include a complex cation. In the present specification, the complex cation means that two or more kinds of monovalent cations are used. That is, in Formula 2, it is meant that a monovalent cation in which R2 and R3 are different from each other is selected, and in Formula 3, a monovalent cation in which R4 to R6 are different from each other is selected. For example, R2 in Chemical Formula 2 may be C n H 2n + 1 NH 3 + , and R3 may be HC (NH 2 ) 2 + . In addition, R4 in Chemical Formula 3 may be C n H 2n + 1 NH 3 + , R5 may be HC (NH 2 ) 2 + , and R6 may be Cs + .

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 페로브스카이트 구조의 화합물은 화학식 1으로 표시된다.In one embodiment of the present specification, the compound of the perovskite structure is represented by Chemical Formula 1.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 페로브스카이트 구조의 화합물은 화학식 2로 표시된다. In one embodiment of the present specification, the compound of the perovskite structure is represented by Chemical Formula 2.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 페로브스카이트 구조의 화합물은 화학식 3으로 표시된다.In one embodiment of the present specification, the compound of the perovskite structure is represented by Chemical Formula 3.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 내지 R6는 각각 CnH2n + 1NH3 +, HC(NH2)2 + 또는 Cs+이다. 이때, R2와 R3는 서로 상이하고, R4 내지 R6는 서로 상이하다.In one embodiment of the present specification, R1 to R6 are each C n H 2n + 1 NH 3 + , HC (NH 2 ) 2 + or Cs + . At this time, R2 and R3 are different from each other, and R4 to R6 are different from each other.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1은 CH3NH3 +, HC(NH2)2 + 또는 Cs+이다.In one embodiment of the present specification, R1 is CH 3 NH 3 + , HC (NH 2 ) 2 + or Cs + .

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R2 및 R4는 각각 CH3NH3 +이다.In one embodiment of the present specification, R2 and R4 are each CH 3 NH 3 + .

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R3 및 R5는 각각 HC(NH2)2 +이다.In one embodiment of the present specification, R3 and R5 are each HC (NH 2 ) 2 + .

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R6는 Cs+이다.In one embodiment of the present specification, R6 is Cs + .

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 M1 내지 M3는 각각 Pb2 +이다.In one embodiment of the present disclosure, the M1 to M3 are each a Pb + 2.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X2 및 X3는 서로 상이하다.In one embodiment of the present specification, X2 and X3 are different from each other.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X4 및 X5는 서로 상이하다.In one embodiment of the present specification, X4 and X5 are different from each other.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X1 내지 X5는 각각 F 또는 Br이다.In one embodiment of the present specification, X1 to X5 are F or Br, respectively.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R2 및 R3의 합이 1이 되기 위하여, a는 0<a<1의 실수이다. 또한, 상기 X2 및 X3의 합이 3이 되기 위하여, z는 0<z<3의 실수이다.In an exemplary embodiment of the present specification, in order that the sum of R2 and R3 becomes 1, a is a real number of 0 <a <1. Also, in order that the sum of X2 and X3 becomes 3, z is a real number of 0 <z <3.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R4, R5 및 R6의 합이 1이 되기 위하여, b는 0<b<1의 실수이고, c는 0<c<1의 실수이며, d는 0<d<1의 실수이고, b+c+d는 1이다. 또한, 상기 X4 및 X5의 합이 3이 되기 위하여, z'는 0<z'<3의 실수이다.In one embodiment of the present specification, in order for the sum of R4, R5, and R6 to become 1, b is a real number of 0 <b <1, c is a real number of 0 <c <1, and d is 0 <d <1 is a real number, and b + c + d is 1. In addition, in order that the sum of X4 and X5 becomes 3, z 'is a real number of 0 <z' <3.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 페로브스카이트 구조의 화합물은 CH3NH3PbI3, HC(NH2)2PbI3 , CH3NH3PbBr3, HC(NH2)2PbBr3, (CH3NH3)a(HC(NH2)2)(1-a)PbIzBr(3-z) 또는 (HC(NH2)2)b(CH3NH3)cCsdPbIz'Br(3-z')이고, a는 0<a<1의 실수, b는 0<b<1의 실수, c는 0<c<1의 실수, d는 0<d<1의 실수, b+c+d는 1, z는 0<z<3의 실수, z'은 0<z'<3의 실수이다.In one embodiment of the present specification, the compound of the perovskite structure is CH 3 NH 3 PbI 3 , HC (NH 2 ) 2 PbI 3 , CH 3 NH 3 PbBr 3 , HC (NH 2 ) 2 PbBr 3 , (CH 3 NH 3 ) a (HC (NH 2 ) 2 ) (1-a) PbI z Br (3-z) or (HC (NH 2 ) 2 ) b (CH 3 NH 3 ) c Cs d PbI z ' Br (3-z') , a is a real number of 0 <a <1, b is a real number of 0 <b <1, c is a real number of 0 <c <1, d is a real number of 0 <d <1, b + c + d is 1, z is a real number of 0 <z <3, z 'is a real number of 0 <z'<3 .

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 광흡수층의 두께는 200nm 내지 1500nm이다. In one embodiment of the present specification, the thickness of the light absorbing layer is 200 nm to 1500 nm.

광흡수층의 두께가 상기 범위를 만족할 경우 전지의 광전변환효율이 증대되는 효과가 있다. When the thickness of the light absorbing layer satisfies the above range, there is an effect of increasing the photoelectric conversion efficiency of the battery.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 광흡수층은 스핀 코팅, 딥 코팅, 잉크젯 프린팅, 그라비아 프린팅, 스프레이 코팅, 닥터 블레이드, 바 코팅, 브러쉬 페인팅, 열증착 등의 방법을 통해 도입될 수 있다. In one embodiment of the present specification, the light absorbing layer may be introduced through spin coating, dip coating, inkjet printing, gravure printing, spray coating, doctor blade, bar coating, brush painting, thermal deposition, or the like.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 광흡수층과 제2 전극 사이에 제2 공통층을 포함한다.In one embodiment of the present specification, a second common layer is included between the light absorbing layer and the second electrode.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 제2 공통층은 정공수송층이다.In one embodiment of the present specification, the second common layer is a hole transport layer.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 공통층의 두께는 10nm 내지 300nm이다. In one embodiment of the present specification, the thickness of the second common layer is 10 nm to 300 nm.

제2 공통층의 두께가 상기 범위를 만족할 경우 단락전류밀도(Jsc) 및 충전율(Fill factor)이 증가하여 전지의 광전변환효율이 증대되는 효과가 있다. When the thickness of the second common layer satisfies the above range, the short-circuit current density (Jsc) and the filling factor (Fill factor) is increased to increase the photoelectric conversion efficiency of the battery.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 공통층은 스핀 코팅, 슬릿코팅, 딥 코팅, 잉크젯 프린팅, 그라비아 프린팅, 스프레이 코팅, 닥터 블레이드, 바 코팅, 브러쉬 페인팅, 스퍼터링, ALD(Atomic layer deposition), 열증착 등의 방법을 통해 도입될 수 있다.In an exemplary embodiment of the present specification, the second common layer is spin coating, slit coating, dip coating, inkjet printing, gravure printing, spray coating, doctor blade, bar coating, brush painting, sputtering, atomic layer deposition (ALD) , It can be introduced through a method such as thermal evaporation.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 공통층은 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜):폴리(4-스티렌설포네이트)(PEDOT:PSS), 2,2',7,7'-테트라키스(N,N-디-p-메톡시페닐아민)-9,9'-스피로비플루오렌(2,2',7,7'-tetrakis(N,N-di-p-methoxyphenylamine)-9,9'-spirobifluorene, Spiro-OMeTAD), PTAA (Poly(triaryl amine)), Copper(I) thiocyanate, Cu2O, V2O5, NiO 등을 사용할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.In one embodiment of the present specification, the second common layer is poly (3,4-ethylenedioxythiophene): poly (4-styrenesulfonate) (PEDOT: PSS), 2,2 ', 7,7' -Tetrakis (N, N-di-p-methoxyphenylamine) -9,9'-spirobifluorene (2,2 ', 7,7'-tetrakis (N, N-di-p-methoxyphenylamine) -9,9'-spirobifluorene, Spiro-OMeTAD), PTAA (Poly (triaryl amine)), Copper (I) thiocyanate, Cu 2 O, V 2 O 5 , NiO, etc. may be used, but is not limited thereto. .

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유-무기 복합 태양전지는 n-i-p 구조이다.In one embodiment of the present specification, the organic-inorganic composite solar cell has an n-i-p structure.

본 명세서에 있어서, n-i-p 구조는 제1 전극, 전자수송층, 광흡수층, 및 제2 전극이 순차적으로 적층된 구조 또는 제1 전극, 전자수송층, 광흡수층, 정공수송층 및 제2 전극이 순차적으로 적층된 구조를 의미한다.  In the present specification, the nip structure is a structure in which a first electrode, an electron transport layer, a light absorption layer, and a second electrode are sequentially stacked, or a first electrode, an electron transport layer, a light absorption layer, a hole transport layer, and a second electrode are sequentially stacked. It means structure.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유-무기 복합태양전지는 제1 전극 하부에 기판을 추가로 포함할 수 있다.In one embodiment of the present specification, the organic-inorganic composite solar cell may further include a substrate under the first electrode.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 기판은 투명성, 표면평활성, 취급 용이성 및 방수성이 우수한 기판을 사용할 수 있다. 구체적으로, 유리 기판, 박막유리 기판 또는 플라스틱 기판을 사용할 수 있다. 상기 플라스틱 기판은 폴리에틸렌테라프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyehtylene naphthalate, PEN), 폴리에테르에테르케톤(polyether ether ketone) 및 폴리이미드(polyimide) 등의 유연한 필름이 단층 또는 복층의 형태로 포함될 수 있다. 다만, 상기 기판은 이에 한정되지 않으며, 유-무기 복합 태양전지에 통상적으로 사용되는 기판을 사용할 수 있다. In one embodiment of the present specification, the substrate may be a substrate having excellent transparency, surface smoothness, ease of handling, and waterproofness. Specifically, a glass substrate, a thin glass substrate, or a plastic substrate can be used. The plastic substrate has a flexible film such as polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyether ether ketone and polyimide in the form of a single layer or multiple layers. Can be included. However, the substrate is not limited to this, and a substrate commonly used in organic-inorganic composite solar cells may be used.

본 명세서에 있어서, 상기 제1 전극은 애노드이고, 상기 제2 전극은 캐소드일 수 있다. 또한, 상기 제1 전극은 캐소드이고, 상기 제2 전극은 애노드일 수 있다.In the present specification, the first electrode may be an anode, and the second electrode may be a cathode. Further, the first electrode may be a cathode, and the second electrode may be an anode.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 투명 전극이고, 상기 태양전지는 상기 제1 전극을 경유하여 빛을 흡수하는 것일 수 있다.In one embodiment of the present specification, the first electrode is a transparent electrode, and the solar cell may absorb light through the first electrode.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극이 투명전극인 경우, 상기 제1 전극은 유리 및 석영판 이외에 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylene naphthelate, PEN), 폴리프로필렌(polyperopylene, PP), 폴리이미드(polyimide, PI), 폴리카보네이트(polycarbornate, PC), 폴리스티렌(polystylene, PS), 폴리옥시에틸렌(polyoxyethlene, POM), AS 수지 (acrylonitrile styrene copolymer), ABS 수지 (acrylonitrile butadiene styrene copolymer), 트리아세틸셀룰로오스(Triacetyl cellulose, TAC) 및 폴리아릴레이트(polyarylate, PAR) 등을 포함하는 플라스틱과 같은 유연하고 투명한 물질 위에 전도성을 갖는 물질이 도핑된 것이 사용될 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 전극은 산화주석인듐(indium tin oxide, ITO), 불소함유 산화주석 (fluorine doped tin oxide; FTO), 알루미늄이 도핑된 징크 옥사이드 (aluminium doped zink oxide, AZO), IZO (indium zinc oxide), ZnO-Ga2O3, ZnOAl2O3 및 ATO (antimony tin oxide) 등이 될 수 있으며, 보다 구체적으로 상기 제1 전극은 ITO일 수 있다.In one embodiment of the present specification, when the first electrode is a transparent electrode, the first electrode is polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthelate (PEN), poly, in addition to glass and quartz plates Propylene (polyperopylene, PP), polyimide (PI), polycarbonate (polycarbornate, PC), polystyrene (PS), polyoxyethlene (POM), AS resin (acrylonitrile styrene copolymer), ABS resin ( A material doped with a conductive material may be used on a flexible and transparent material such as acrylonitrile butadiene styrene copolymer, triacetyl cellulose (TAC), and polyarylate (PAR). Specifically, the first electrode is indium tin oxide (ITO), fluorine doped tin oxide (FTO), aluminum doped zinc oxide (aluminium doped zink oxide, AZO), IZO (indium tin) zinc oxide), ZnO-Ga 2 O 3 , ZnOAl 2 O 3 and antimony tin oxide (ATO), and more specifically, the first electrode may be ITO.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 반투명 전극일 수도 있다. 상기 제1 전극이 반투명 전극인 경우, 은(Ag), 금(Au), 마그네슘(Mg) 또는 이들의 합금 같은 금속으로 제조될 수 있다. In one embodiment of the present specification, the first electrode may be a translucent electrode. When the first electrode is a semi-transparent electrode, it may be made of a metal such as silver (Ag), gold (Au), magnesium (Mg) or alloys thereof.

이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 명세서의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, examples will be described in detail to specifically describe the present specification. However, the embodiments according to the present specification may be modified in various other forms, and the scope of the present specification is not interpreted to be limited to the embodiments described below. The embodiments of the present specification are provided to more fully describe the present specification to those skilled in the art.

실시예 1. Example 1.

산화주석인듐(ITO)이 스퍼터링된 무알칼리 유리기판 상에 1wt%의 이산화주석(SnO2)이 에탄올(ethanol)에 포함된 용액을 2,000rpm으로 스핀 코팅한 후 150℃에서 30분간 건조하였다. 그 후 페로브스카이트 전구체 ((HC(NH2)2)x(CH3NH3)yCs1 -x-yPbIzBr3-z(0<x<1, 0<y<1, 0.8<x+y<1, 0<z<3)와 페로브스카이트 전구체 대비 0.05wt%의 불소계 계면활성제(3M 社, FC-4430)를 디메틸포름아미드(dimethylformamide)에 녹인 용액을 5000rpm으로 스핀 코팅 후 100℃에서 30분간 가열하여 광흡수층을 형성하였다. 마지막으로, 그라파이트, 전도성 카본블랙, 에틸셀룰로스의 혼합물(무게비 12:5.5:12.5)인 카본 전극을 닥터 블레이드 방법으로 코팅 및 100℃에서 30분간 가열하여 유-무기 복합 태양전지를 완성하였다.A solution containing 1 wt% of tin dioxide (SnO 2 ) in ethanol (ethanol) on a non-alkali glass substrate sputtered with tin indium oxide (ITO) was spin-coated at 2,000 rpm, and then dried at 150 ° C. for 30 minutes. Then perovskite precursor ((HC (NH 2 ) 2 ) x (CH 3 NH 3 ) y Cs 1 -xy PbI z Br 3-z (0 <x <1, 0 <y <1, 0.8 <x Spindle coating a solution of + y <1, 0 <z <3) and 0.05wt% of a fluorine-based surfactant (3M 社, FC-4430) in dimethylformamide at 5000 rpm compared to a perovskite precursor, followed by 100 The light-absorbing layer was formed by heating at 30 ° C. Finally, the carbon electrode, which was a mixture of graphite, conductive carbon black, and ethyl cellulose (weight ratio 12: 5.5: 12.5) was coated with a doctor blade method and heated at 100 ° C. for 30 minutes. The organic-inorganic composite solar cell was completed.

도 3에는 실시예 1에서 제조된 제2 전극 단면의 주사전자현미경(SEM) 이미지를 나타내었다. FIG. 3 shows a scanning electron microscope (SEM) image of the second electrode cross section prepared in Example 1.

도 3을 보면, 제2 전극을 형성하는 탄소 물질의 입자 크기가 작은 것(약 15μm 이하)을 확인할 수 있다. 이는 그라파이트와 전도성 카본 블랙을 적정 비율로 섞어 제2 전극을 형성함으로써 나타난 결과이다. 제2 전극 내의 전도성 카본 블랙의 양 조절 및 탄소 물질의 입자 크기가 작아짐에 따라, 층간 접착력이 증가되며 수직 방향으로의(층간의) 전하 이동이 용이하게 된다. Referring to Figure 3, it can be seen that the particle size of the carbon material forming the second electrode is small (about 15 μm or less). This is a result of forming a second electrode by mixing graphite and conductive carbon black in an appropriate ratio. As the amount of the conductive carbon black in the second electrode is adjusted and the particle size of the carbon material decreases, the interlayer adhesion is increased and the charge transfer in the vertical direction (interlayer) is facilitated.

비교예 1.Comparative Example 1.

산화주석인듐(ITO)이 스퍼터링된 무알칼리 유리기판 상에 2wt%의 이산화티타늄(TiO2)이 이소프로필알콜(isopropyl alcohol)에 포함된 용액을 2,000rpm으로 스핀 코팅한 후 150℃에서 30분간 건조하였다. 그 후 페로브스카이트 전구체 ((HC(NH2)2)x(CH3NH3)yCs1-x-yPbIzBr3-z(0<x<1, 0<y<1, 0.8<x+y<1, 0<z<3)와 페로브스카이트 전구체 대비 0.05wt%의 불소계 계면활성제(3M 社, FC-4430)를 디메틸포름아미드(dimethylformamide)에 녹인 용액을 5000rpm으로 스핀 코팅 후 100℃에서 30분간 가열하여 광흡수층을 형성하였다. 이후 2,2',7,7'-테트라키스(N,N-디-p-메톡시페닐아민)-9,9’-스피로비플루오렌(Spiro-OMeTAD)를 클로로벤젠(chlorobenzene)에 녹인 후 터셔리부틸피리딘(tBP) 및 리튬 비스(트리플루오로메탄술포닐)이미드 (LiTFSI)를 첨가한 용액을 스핀 코팅하였다. 마지막으로, Au를 진공 증착하여 유-무기 복합 태양전지를 완성하였다.After spin coating a solution containing 2 wt% of titanium dioxide (TiO 2 ) in isopropyl alcohol at 2,000 rpm on an alkali-free glass substrate sputtered with tin indium oxide (ITO), dried at 150 ° C. for 30 minutes. Did. Then perovskite precursor ((HC (NH 2 ) 2 ) x (CH 3 NH 3 ) y Cs 1-xy PbI z Br 3-z (0 <x <1, 0 <y <1, 0.8 <x Spindle coating a solution of + y <1, 0 <z <3) and 0.05wt% of a fluorine-based surfactant (3M 社, FC-4430) in dimethylformamide at 5000 rpm compared to a perovskite precursor, followed by 100 The light-absorbing layer was formed by heating at 30 ° C. Afterwards, 2,2 ', 7,7'-tetrakis (N, N-di-p-methoxyphenylamine) -9,9'-spirobifluorene ( After dissolving Spiro-OMeTAD in chlorobenzene, a solution containing tertiary butyl pyridine (tBP) and lithium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (LiTFSI) was spin coated. An organic-inorganic composite solar cell was completed by vacuum deposition.

비교예 2Comparative Example 2

산화주석인듐(ITO)이 스퍼터링된 무알칼리 유리기판 상에 2wt%의 이산화티타늄(TiO2)이 이소프로필알콜(isopropyl alcohol)에 포함된 용액을 2,000rpm으로 스핀 코팅한 후 150℃에서 30분간 건조하였다. 그 후 페로브스카이트 전구체 ((HC(NH2)2)x(CH3NH3)yCs1-x-yPbIzBr3-z(0<x<1, 0<y<1, 0.8<x+y<1, 0<z<3)와 페로브스카이트 전구체 대비 0.05wt%의 불소계 계면활성제(3M 社, FC-4430)를 디메틸포름아미드(dimethylformamide)에 녹인 용액을 5000rpm으로 스핀 코팅 후 100℃에서 30분간 가열하여 광흡수층을 형성하였다. 마지막으로, 그라파이트, 카본블랙, 에틸셀룰로스(무게비 12:5.5:12.5)의 혼합물인 카본 전극을 닥터 블레이드 방법으로 코팅 및 100℃에서 30분간 가열하여 유-무기 복합 태양전지를 완성하였다.After spin coating a solution containing 2 wt% of titanium dioxide (TiO 2 ) in isopropyl alcohol at 2,000 rpm on an alkali-free glass substrate sputtered with tin indium oxide (ITO), dried at 150 ° C. for 30 minutes. Did. Then perovskite precursor ((HC (NH 2 ) 2 ) x (CH 3 NH 3 ) y Cs 1-xy PbI z Br 3-z (0 <x <1, 0 <y <1, 0.8 <x Spindle coating a solution of + y <1, 0 <z <3) and 0.05wt% of a fluorine-based surfactant (3M 社, FC-4430) in dimethylformamide at 5000 rpm compared to a perovskite precursor, followed by 100 The light-absorbing layer was formed by heating at 30 ° C. Finally, the carbon electrode, which was a mixture of graphite, carbon black, and ethyl cellulose (weight ratio 12: 5.5: 12.5) was coated with a doctor blade method and heated at 100 ° C. for 30 minutes. -Completed inorganic composite solar cell.

비교예 3.Comparative Example 3.

산화주석인듐(ITO)이 스퍼터링된 무알칼리 유리기판 상에 1wt%의 이산화주석(SnO2)이 에탄올(ethanol)에 포함된 용액을 2,000rpm으로 스핀 코팅한 후 150℃에서 30분간 건조하였다. 그 후 페로브스카이트 전구체 ((HC(NH2)2)x(CH3NH3)yCs1 -x-yPbIzBr3-z(0<x<1, 0<y<1, 0.8<x+y<1, 0<z<3)와 페로브스카이트 전구체 대비 0.05wt%의 불소계 계면활성제(3M 社, FC-4430)를 디메틸포름아미드(dimethylformamide)에 녹인 용액을 5000rpm으로 스핀 코팅 후 100℃에서 30분간 가열하여 광흡수층을 형성하였다. 마지막으로, Au를 진공 증착하여 유-무기 복합 태양전지를 완성하였다.A solution containing 1 wt% of tin dioxide (SnO 2 ) in ethanol (ethanol) on a non-alkali glass substrate sputtered with tin indium oxide (ITO) was spin-coated at 2,000 rpm, and then dried at 150 ° C. for 30 minutes. Then perovskite precursor ((HC (NH 2 ) 2 ) x (CH 3 NH 3 ) y Cs 1 -xy PbI z Br 3-z (0 <x <1, 0 <y <1, 0.8 <x Spindle coating a solution of + y <1, 0 <z <3) and 0.05wt% of a fluorine-based surfactant (3M 社, FC-4430) in dimethylformamide at 5000 rpm compared to a perovskite precursor, followed by 100 A light absorbing layer was formed by heating at 30 ° C. Finally, an organic-inorganic composite solar cell was completed by vacuum-depositing Au.

실험예 1. 광전변환효율 측정Experimental Example 1. Photoelectric conversion efficiency measurement

상기 실시예 1 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 유-무기 복합 태양전지를 ABET Sun 3000 solar simulator를 광원으로, Keithley 2420 소스미터로 이용하여 광전변환효율을 측정한 결과를 하기 표 1에 기재하였다. 1회 측정시 1.2V에서 0V까지 0.1초당 12mV씩 낮춰가며 전압을 인가한 후 전류를 측정하였다. The results of measuring the photoelectric conversion efficiency using the organic-inorganic composite solar cells prepared in Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 using the ABET Sun 3000 solar simulator as a light source and a Keithley 2420 source meter are shown in Table 1 below. . In one measurement, the current was measured after applying a voltage while decreasing from 12V to 0V by 12mV per 0.1sec.

PCE
(%)
PCE
(%)
Jsc
(mA/cm2)
J sc
(mA / cm 2 )
Voc
(V)
V oc
(V)
FF
(%)
FF
(%)
실시예 1Example 1 13.813.8 19.119.1 1.001.00 72.072.0 비교예 1Comparative Example 1 14.314.3 19.719.7 0.970.97 74.974.9 비교예 2Comparative Example 2 14.014.0 19.919.9 1.041.04 67.767.7 비교예 3Comparative Example 3 2.72.7 13.013.0 0.630.63 32.832.8

표 1에서 Voc는 개방전압을, Jsc는 단락전류밀도를, FF는 충전율(Fill factor)를, PCE는 에너지 변환 효율을 의미한다. 개방전압과 단락전류밀도는 각각 전압-전류 밀도 곡선의 4사분면에서 X축과 Y축 절편이며, 이 두 값이 높을수록 태양전지의 효율은 바람직하게 높아진다. 또한 충전율(Fill factor)은 곡선 내부에 그릴 수 있는 직사각형의 최대 넓이를 단락전류밀도와 개방전압의 곱으로 나눈 값이다. 이 세 가지 값을 조사된 빛의 세기로 나누면 에너지 변환 효율을 구할 수 있으며, 높은 값일수록 바람직하다.In Table 1, Voc is the open voltage, Jsc is the short-circuit current density, FF is the fill factor, and PCE is the energy conversion efficiency. The open-voltage and short-circuit current densities are the X-axis and Y-axis intercepts in the quadrant of the voltage-current density curve, respectively, and the higher these two values, the higher the efficiency of the solar cell is. In addition, the fill factor is a value obtained by dividing the maximum area of a rectangle that can be drawn inside the curve by the product of the short-circuit current density and the open voltage. The energy conversion efficiency can be obtained by dividing these three values by the intensity of the irradiated light. The higher the value, the better.

상기 표 1로부터, 실시예 1에서 제조된 유-무기 복합 태양 전지의 광전변환효율이 비교예 2 및 3보다 우수한 것을 확인할 수 있다.From Table 1, it can be seen that the photoelectric conversion efficiency of the organic-inorganic composite solar cell prepared in Example 1 is superior to Comparative Examples 2 and 3.

실험예 2. 고온 보관 안정성 측정Experimental Example 2. High temperature storage stability measurement

상기 실시예 1 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 유-무기 복합 태양전지의 고온 보관 안정성 평가를 위하여, 85℃ 진공 오븐에 전지를 보관한 후, 경과 시간마다 꺼내어 실온으로 식힌 후 광전변환효율을 측정하였다. 광전변환효율 측정방법은 실험예 1과 동일하다.In order to evaluate the high-temperature storage stability of the organic-inorganic composite solar cells prepared in Examples 1 and Comparative Examples 1 to 3, after storing the cells in a vacuum oven at 85 ° C., take them out every elapsed time, cool them down to room temperature, and improve the photoelectric conversion efficiency. It was measured. The photoelectric conversion efficiency measurement method is the same as in Experimental Example 1.

도 4에는 상기 실시예 1 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 유-무기 복합 태양전지의 고온 보관 안정성 측정 결과를 나타내었다.4 shows the results of measuring the high temperature storage stability of the organic-inorganic composite solar cells prepared in Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 above.

상기 도 4로부터 시간이 경과함에 따라, 실시예 1의 성능은 유지되는 반면, 비교예 1의 성능은 급격히 하락하는 것을 확인할 수 있다. 즉, 실시예 1과 비교예 1가 초기 효율이 유사하였다면, 고온 보관 안정성 측면에서는 실시예 1이 매우 우수한 것을 확인할 수 있다.From FIG. 4, it can be seen that, while the performance of Example 1 is maintained, the performance of Comparative Example 1 is rapidly decreased. That is, if the initial efficiency of Example 1 and Comparative Example 1 were similar, it can be confirmed that Example 1 is very excellent in terms of high temperature storage stability.

즉, 상기 표 1 및 도 4로부터 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유-무기 복합 태양전지의 성능 및 고온 보관 안정성이 우수한 것을 확인할 수 있다.That is, it can be seen from Table 1 and FIG. 4 that the organic-inorganic composite solar cell according to an exemplary embodiment of the present specification has excellent performance and high-temperature storage stability.

10: 제1 전극
20: 제1 공통층
30: 광흡수층
40: 제2 공통층
50: 제2 전극
10: first electrode
20: first common layer
30: light absorbing layer
40: second common layer
50: second electrode

Claims (11)

제1 전극;
상기 제1 전극 상에 구비된 주석을 포함하는 금속 산화물을 포함하는 제1 공통층;
상기 제1 공통층 상에 구비된 페로브스카이트 구조의 화합물을 포함하는 광흡수층; 및
상기 광흡수층 상에 구비된 탄소 소재를 포함하는 제2 전극을 포함하는 유-무기 복합 태양전지.
A first electrode;
A first common layer comprising a metal oxide containing tin provided on the first electrode;
A light absorbing layer comprising a compound of perovskite structure provided on the first common layer; And
An organic-inorganic composite solar cell comprising a second electrode comprising a carbon material provided on the light absorbing layer.
청구항 1에 있어서,
상기 주석을 포함하는 금속 산화물은 SnO2, Sb:SnO2, BaSnO3 및 La:BaSnO3 중 1종 이상을 포함하는 것인 유-무기 복합 태양 전지.
The method according to claim 1,
The metal oxide containing tin is SnO 2 , Sb: SnO 2 , BaSnO 3 And La: BaSnO 3 The organic-inorganic composite solar cell comprising at least one.
청구항 1에 있어서,
상기 주석을 포함하는 금속 산화물은 나노 입자 형태로 포함된 것인 유-무기 복합 태양 전지.
The method according to claim 1,
The tin-containing metal oxide is an organic-inorganic composite solar cell that is included in the form of nanoparticles.
청구항 1에 있어서,
상기 탄소 소재는 탄소나노튜브(CNT), 그라파이트(graphite), 그라핀(graphene), 산화 그라핀(grapheme oxide), 활성탄, 다공성 탄소(mesoporous carbon), 탄소섬유(carbon fiber), 전도성 카본 블랙(carbon black) 및 탄소 나노 와이어(carbon nano wire) 중 1종 이상을 포함하는 것인 유-무기 복합 태양 전지.
The method according to claim 1,
The carbon material is carbon nanotube (CNT), graphite (graphite), graphene (graphene), graphene oxide (grapheme oxide), activated carbon, porous carbon (mesoporous carbon), carbon fiber (carbon fiber), conductive carbon black ( An organic-inorganic composite solar cell comprising one or more of carbon black) and carbon nano wire.
청구항 1에 있어서,
상기 탄소 소재를 포함하는 제2 전극은 서로 상이한 제1 탄소 소재 및 제2 탄소 소재를 포함하고,
상기 제1 탄소 소재는 탄소나노튜브(CNT), 그라파이트(graphite) 및 그라핀(graphene) 중 1종 이상을 포함하며,
상기 제2 탄소 소재는 전도성 카본 블랙을 포함하는 것인 유-무기 복합 태양 전지.
The method according to claim 1,
The second electrode including the carbon material includes a first carbon material and a second carbon material different from each other,
The first carbon material includes one or more of carbon nanotube (CNT), graphite (graphite) and graphene (graphene),
The second carbon material is an organic-inorganic composite solar cell comprising a conductive carbon black.
청구항 5에 있어서,
상기 제2 탄소 소재의 함량은 상기 제1 탄소 소재 100 중량부 대비 30 내지 60 중량부인 것인 유-무기 복합 태양 전지.
The method according to claim 5,
The content of the second carbon material is 30 to 60 parts by weight compared to 100 parts by weight of the first carbon material organic-inorganic composite solar cell.
청구항 5에 있어서,
상기 탄소 소재를 포함하는 제2 전극은 바인더를 더 포함하는 것인 유-무기 복합 태양 전지.
The method according to claim 5,
The second electrode comprising the carbon material is an organic-inorganic composite solar cell further comprising a binder.
청구항 7에 있어서,
상기 바인더의 함량은 상기 탄소 소재 100 중량부 대비 15 내지 100 중량부인 것인 유-무기 복합 태양 전지.
The method according to claim 7,
The content of the binder is 15 to 100 parts by weight compared to 100 parts by weight of the carbon material organic-inorganic composite solar cell.
청구항 1에 있어서,
상기 광흡수층은 불소계 계면활성제를 더 포함하는 것인 유-무기 복합 태양 전지.
The method according to claim 1,
The light absorbing layer is an organic-inorganic composite solar cell further comprising a fluorine-based surfactant.
청구항 1에 있어서,
상기 광흡수층과 제2 전극 사이에 제2 공통층을 포함하는 것인 유-무기 복합 태양전지.
The method according to claim 1,
An organic-inorganic composite solar cell comprising a second common layer between the light absorbing layer and the second electrode.
청구항 1에 있어서,
상기 페로브스카이트 구조의 화합물은 하기 화학식 1 내지 3 중 어느 하나로 표시되는 것인 유-무기 복합 태양전지:
[화학식 1]
R1M1X13
[화학식 2]
R2aR3(1-a)M2X2zX3(3-z)
[화학식 3]
R4bR5cR6dM3X4z'X5(3-z')
상기 화학식 1 내지 3에 있어서,
R2 및 R3는 서로 상이하고,
R4, R5 및 R6는 서로 상이하며,
R1 내지 R6는 각각 독립적으로 CnH2n + 1NH3 +, NH4 +, HC(NH2)2 +, Cs+, Rb+, NF4 +, NCl4 +, PF4 +, PCl4 +, CH3PH3 +, CH3AsH3 +, CH3SbH3 +, PH4 +, AsH4 + 및 SbH4 +에서 선택되는 1가의 양이온이며,
M1 내지 M3는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 Cu2 +, Ni2 +, Co2 +, Fe2 +, Mn2+, Cr2 +, Pd2 +, Cd2 +, Ge2 +, Sn2 +, Bi2 +, Pb2 + 및 Yb2 + 에서 선택되는 2가의 금속 이온이고,
X1 내지 X5는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 할로겐 이온이며,
n은 1 내지 9의 정수이고,
a는 0 < a < 1의 실수이며,
b는 0 < b < 1의 실수이고,
c는 0 < c < 1의 실수이며,
d는 0 < d < 1의 실수이고,
b + c + d는 1이고,
z는 0 < z < 3의 실수이며,
z'은 0 < z' < 3의 실수이다.
The method according to claim 1,
The compound of the perovskite structure is an organic-inorganic composite solar cell represented by any one of the following Chemical Formulas 1 to 3:
[Formula 1]
R1M1X1 3
[Formula 2]
R2 a R3 (1-a) M2X2 z X3 (3-z)
[Formula 3]
R4 b R5 c R6 d M3X4 z ' X5 (3-z')
In Chemical Formulas 1 to 3,
R2 and R3 are different from each other,
R4, R5 and R6 are different from each other,
R1 to R6 are each independently C n H 2n + 1 NH 3 + , NH 4 + , HC (NH 2 ) 2 + , Cs + , Rb + , NF 4 + , NCl 4 + , PF 4 + , PCl 4 + , CH 3 PH 3 + , CH 3 AsH 3 + , CH 3 SbH 3 + , PH 4 + , AsH 4 + and SbH 4 + is a monovalent cation selected from,
M1 to M3 are the same as or different from each other, and each independently Cu 2 + , Ni 2 + , Co 2 + , Fe 2 + , Mn 2+ , Cr 2 + , Pd 2 + , Cd 2 + , Ge 2 + , Sn 2 + , Bi 2 + , Pb 2 + and a divalent metal ion selected from Yb 2 + ,
X1 to X5 are the same as or different from each other, and each independently a halogen ion,
n is an integer from 1 to 9,
a is a real number of 0 <a <1,
b is a real number of 0 <b <1,
c is a real number in 0 <c <1,
d is a real number of 0 <d <1,
b + c + d is 1,
z is a real number of 0 <z <3,
z 'is a real number of 0 <z'<3.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Adv. Mater. 2014, 26, 4991-4998
Masahiro Moriya et al., ChemSusChem 2016, 9, 2634(2016.9.1.)* *
Qin Liu et al., Adv. Funct. Mater. 2016, 26, 6069(2016.6.20.)* *
Siyuan Lin et al., Organic Electronics 53 (2018), 235(2017.12.5.)* *

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