KR20200031389A - 유-무기 복합 태양전지 - Google Patents
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Abstract
본 명세서는 제1 전극; 상기 제1 전극 상에 구비된 주석을 포함하는 금속 산화물을 포함하는 제1 공통층; 상기 제1 공통층 상에 구비된 플러렌 유도체를 포함하는 제2 공통층; 상기 제2 공통층 상에 구비된 불소계 계면활성제 및 페로브스카이트 구조의 화합물을 포함하는 광흡수층; 상기 광흡수층 상에 구비된 불소계 도펀트를 포함하는 제3 공통층; 및 상기 제3 공통층 상에 구비된 제2 전극을 포함하는 유-무기 복합 태양전지를 제공한다.
Description
본 명세서는 유-무기 복합 태양전지에 관한 것이다.
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.
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.
그러나, 기존의 페로브스카이트 물질을 적용한 유-무기 복합 태양전지의 경우, 높은 효율에도 불구하고, 정공수송층에 적용되는 p형 도펀트의 열적 안정성 및 p형 도펀트에 의한 광흡수층의 열화 문제, 전자수송층에 적용되는 TiO2의 수분 취약성의 문제 등으로 인해 장기 구동 안정성이 저하되는 문제가 있다.
따라서, 내구성 및 공정성 향상이 가능한 다른 정공수송 물질 및 전자수송물질에 대한 연구가 필요하다.
Adv. Mater. 2014, 26, 4991-4998
본 명세서는 유-무기 복합 태양전지를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태는 제1 전극;
상기 제1 전극 상에 구비된 주석을 포함하는 금속 산화물을 포함하는 제1 공통층;
상기 제1 공통층 상에 구비된 플러렌 유도체를 포함하는 제2 공통층;
상기 제2 공통층 상에 구비된 불소계 계면활성제 및 페로브스카이트 구조의 화합물을 포함하는 광흡수층;
상기 광흡수층 상에 구비된 불소계 도펀트를 포함하는 제3 공통층; 및
상기 제3 공통층 상에 구비된 제2 전극을 포함하는 유-무기 복합 태양전지를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 유-무기 복합 태양전지는 상온 및 고온에서 장기 안정성이 우수하다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 유-무기 복합 태양전지는 넓은 광스펙트럼을 흡수할 수 있어, 광 에너지 손실이 줄고, 에너지 변환 효율이 상승하는 효과가 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 유-무기 복합 태양전지는 열 안정성 및 수분 안정성이 우수하다.
도 1은 본 명세서의 실시상태에 따른 유-무기 복합 태양전지의 구조를 예시한 도이다.
도 2는 본 명세서의 실시상태에 따른 유-무기 복합 태양전지의 상온에서의 안정성 평가 결과를 나타낸 도이다.
도 3은 본 명세서의 실시상태에 따른 유-무기 복합 태양전지의 60℃에서의 안정성 평가 결과를 나타낸 도이다.
도 2는 본 명세서의 실시상태에 따른 유-무기 복합 태양전지의 상온에서의 안정성 평가 결과를 나타낸 도이다.
도 3은 본 명세서의 실시상태에 따른 유-무기 복합 태양전지의 60℃에서의 안정성 평가 결과를 나타낸 도이다.
이하, 본 명세서를 상세히 설명한다.
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.
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.
본 명세서의 일 실시상태는 제1 전극;
상기 제1 전극 상에 구비된 주석을 포함하는 금속 산화물을 포함하는 제1 공통층;
상기 제1 공통층 상에 구비된 플러렌 유도체를 포함하는 제2 공통층;
상기 제2 공통층 상에 구비된 불소계 계면활성제 및 페로브스카이트 구조의 화합물을 포함하는 광흡수층;
상기 광흡수층 상에 구비된 불소계 도펀트를 포함하는 제3 공통층; 및
상기 제3 공통층 상에 구비된 제2 전극을 포함하는 유-무기 복합 태양전지를 제공한다.
종래의 유-무기 복합태양전지는 제1 전극과 광흡수층 사이에 공통층으로써 TiO2를 포함하는데, 이 경우 TiO2의 수분 취약성 및 TiO2와 광흡수층간의 광화학 반응의 문제로 인해 장기 구동 안정성이 저하되는 문제가 있다.
본 명세서의 일 실시상태는, 상기 제1 전극과 광흡수층 사이에 주석을 포함하는 금속 산화물을 포함하는 제1 공통층 및 플러렌 유도체를 포함하는 제2 공통층을 적층 구조로 포함함으로써, 광화학반응을 최소화하여 소자의 성능 및 안정성이 향상된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 공통층은 주석을 포함하는 금속 산화물을 포함한다.
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 이상을 포함한다.
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.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 공통층의 두께는 5nm 내지 50nm이다.
제1 공통층의 두께가 상기 범위를 만족할 경우 단락전류밀도(Jsc) 및 충전율(Fill factor)이 증가하여 전지의 광전변환효율이 증대되는 효과가 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 공통층은 주석을 포함하는 금속 산화물을 포함하는 용액을 도입한 후 열처리하여 형성될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 주석을 포함하는 금속 산화물을 포함하는 용액은 스핀 코팅, 슬릿 코팅, 딥 코팅, 잉크젯 프린팅, 그라비아 프린팅, 스프레이 코팅, 닥터 블레이드, 바 코팅, 브러쉬 페인팅, 열증착 등의 방법을 통해 도입될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 열처리는 100℃ 내지 200℃에서 5분 내지 60분간 진행될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 주석을 포함하는 금속 산화물을 포함하는 용액은 용매로 에탄올(ethanol), 이소프로필 알코올(isopropyl alcohol), 부탄올(butanol) 등 1차 및 2차 알코올 계열; 프로필렌 글리콜 메틸 에테르(propylene glycol methyl ether, PGME) 및 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 (propylene glycol monomethyl ether acetate, PGMEA) 등 글리콜 에테르(glycol ether) 및 글리콜 에테르 아세테이트(glycol ether acetate) 계열 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 공통층은 플러렌 유도체를 포함한다.
본 명세서에 있어서, "유도체"는 화합물의 일부를 화학적으로 변화시켜서 얻어지는 유사한 화합물로, 화합물 중의 수소 원자 또는 특정 원자단이 다른 원자 또는 원자단에 의하여 치환된 화합물을 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 "플러렌"은 탄소원자가 5각형과 6각형으로 이루어진 축구공 모양으로 연결된 분자를 의미하는 것으로, C60 내지 C90이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 플러렌 유도체는 C60 내지 C90의 플러렌 유도체이다. 구체적으로, 상기 플러렌 유도체는 C60 플러렌 유도체, C61 플러렌 유도체, C70 플러렌 유도체, C71 플러렌 유도체, C76 플러렌 유도체, C78 플러렌 유도체, C82 플러렌 유도체 및 C90 플러렌 유도체로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 구체적으로, 상기 플러렌 유도체는 PC61BM([6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester), PC71BM([6,6]-phenyl-C71-butyric acid methyl ester), PCBCR(Phenyl-C61-butyric acid cholesteryl ester) 또는 ICBA(1',1'',4',4''-Tetrahydro-di[1,4]methanonaphthaleno[1,2:2',3',56,60:2'',3''][5,6]fullerene-C60)일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 공통층의 두께는 5nm 내지 50nm이다.
제2 공통층의 두께가 상기 범위를 만족할 경우 단락전류밀도(Jsc) 및 충전율(Fill factor)이 증가하여 전지의 광전변환효율이 증대되는 효과가 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 공통층은 플러렌 유도체를 포함하는 용액을 도입한 후 열처리하여 형성될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 플러렌 유도체를 포함하는 용액은 스핀 코팅, 슬릿 코팅, 딥 코팅, 잉크젯 프린팅, 그라비아 프린팅, 스프레이 코팅, 닥터 블레이드, 바 코팅, 브러쉬 페인팅, 열증착 등의 방법을 통해 도입될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 열처리는 60℃ 내지 150℃에서 5분 내지 30분간 진행될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 플러렌 유도체를 포함하는 용액은 용매로 클로로벤젠, 디클로로벤젠, 클로로포름, 톨루엔 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 공통층 및 제2 공통층은 전자수송층이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 광흡수층은 불소계 계면활성제 및 페로브스카이트 구조의 화합물을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 불소계 계면활성제는 불소를 포함하는 계면활성 물질을 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 불소계 계면활성제는 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.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 불소계 계면활성제는 하기 화학식 A로 표시될 수 있다.
[화학식 A]
상기 화학식 A에 있어서, x 및 y는 각각 1 내지 10의 정수이다.
구체적으로, 상기 불소계 계면활성제로 Dupont 社 FS-31, Zonyl 社 FS-300, DIC 社 RS-72-K 또는 3M 社 FC-4430가 사용될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 광흡수층은 플러렌 유도체를 포함하는 제2 공통층 상에 형성된다. 상기 플러렌 유도체를 포함하는 제2 공통층은 표면이 소수성이기 때문에, 제2 공통층 상에 광흡수층 형성시 용액의 균일한 코팅이 어렵다는 문제점이 있다.
본 명세서의 일 실시상태는 광흡수층에 상기 불소계 계면활성제를 포함함으로서, 광흡수층 형성시 균일한 코팅이 가능하고, 이에 따라 전기적 특성 저하 없이 소자 구동 안정성이 향상되는 효과를 나타낼 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 광흡수층은 불소계 계면활성제를 페로브스카이트 구조 화합물 대비 0.005wt% 내지 0.5wt% 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 페로브스카이트 구조의 화합물은 하기 화학식 1 내지 3 중 어느 하나로 표시된다.
[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.
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.
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.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 페로브스카이트 구조의 화합물은 화학식 1으로 표시된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 페로브스카이트 구조의 화합물은 화학식 2로 표시된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 페로브스카이트 구조의 화합물은 화학식 3으로 표시된다.
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.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1은 CH3NH3 +, HC(NH2)2 + 또는 Cs+이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R2 및 R4는 각각 CH3NH3 +이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R3 및 R5는 각각 HC(NH2)2 +이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R6는 Cs+이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 M1 내지 M3는 각각 Pb2 +이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X2 및 X3는 서로 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X4 및 X5는 서로 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X1 내지 X5는 각각 F 또는 Br이다.
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.
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.
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.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 광흡수층의 두께는 200nm 내지 1500nm이다.
광흡수층의 두께가 상기 범위를 만족할 경우 광전변환효율이 증대되는 효과가 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 광흡수층은 페로브스카이트 전구체 용액을 도입한 후 열처리하여 형성될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 페로브스카이트 전구체 용액은 스핀 코팅, 슬릿 코팅, 딥 코팅, 잉크젯 프린팅, 그라비아 프린팅, 스프레이 코팅, 닥터 블레이드, 바 코팅, 브러쉬 페인팅, 열증착 등의 방법을 통해 도입될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 열처리는 80℃ 내지 150℃에서 5분 내지 60분간 진행될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 페로브스카이트 전구체 용액은 용매로 디메틸포름아미드(dimethylformamide, DMF), 이소프로필알콜(isopropyl alcohol, IPA), 디메틸술폭사이드(dimethylsulfoxide, DMSO), 감마부티로락톤(Υ-butyrolactone, GBL), n-메틸프롤리돈(n-methylpyrrolidone, NMP), 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 (propylene glycol methyl ether, PGME) 및 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 (propylene glycol monomethyl ether acetate, PGMEA) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 전구체란 어떤 물질대사나 반응에서 특정 물질이 되기 전 단계의 물질을 의미한다. 예컨대, 페로브스카이트 전구체란 페로브스카이트 구조의 화합물이 되기 전 단계의 물질을 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 페로브스카이트 전구체 용액은 페로브스카이트 전구체 외에 불소계 계면활성제를 더 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 광흡수층과 제2 전극 사이에 제3 공통층이 구비된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제3 공통층은 불소계 도펀트 및 정공수송물질을 포함한다.
일반적으로, 제3 공통층은 정공수송물질(예컨대, Spiro-OMeTAD) 및 p형 도펀트(예컨대, Li(TFSI))를 포함하고 있다. 종래의 유-무기 복합 태양전지는 정공수송층과 광흡수층이 접하여 구비되며, 상기 p형 도펀트는 수분과 산소에 쉽게 반응하여 정공수송층의 정공 전달 속도를 개선시키는 특성이 있다. 하지만, 광흡수층은 수분과 산소에 취약하며, 수분과 산소에 노출될 경우 소자가 열화되는 문제 및 장기 안정성이 하락되는 문제점을 발생시킨다.
본 명세서의 일 실시상태는 상기 도펀트로서, 불소계 도펀트를 사용하여 소자의 도펀트와 광흡수층간의 화학반응이 줄어들게 하여 소자의 장기 안정성이 향상되는 효과를 나타낸다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 불소계 도펀트는 하기 구조 중 어느 하나를 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 불소계 도펀트는 정공수송물질 대비 0.5wt% 내지 5wt% 포함된다. 구체적으로, 상기 불소계 도펀트는 정공수송물질 대비 1 wt% 내지 4wt% 포함된다.
불소계 도펀트의 함량이 상기 범위를 만족할 경우 광전변환효율 및 구동 안정성이 증가하는 효과가 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제3 공통층은 정공수송층이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제3 공통층은 정공수송물질로 터셔리부틸피리딘(tertiary butyl pyridine, tBP), 리튬 비스(트리플루오로메탄술포닐)이미드(Lithium Bis(Trifluoro methanesulfonyl)Imide, LiTFSI), 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) 등을 포함할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제3 공통층의 두께는 5nm 내지 200nm이다.
제3 공통층의 두께가 상기 범위를 만족할 경우 단락전류밀도(Jsc) 및 충전율(Fill factor)이 증가하여 전지의 광전변환효율이 증대되는 효과가 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제3 공통층은 정공수송 물질 및 불소계 도펀트를 포함하는 용액을 도입하여 형성될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 정공수송 물질 및 불소계 도펀트를 포함하는 용액은 스핀 코팅, 슬릿 코팅, 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.
본 명세서에 있어서, 상기 정공수송 물질 및 불소계 도펀트를 포함하는 용액은 용매로 클로로벤젠, 디클로로벤젠, 톨루엔 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유-무기 복합 태양전지는 n-i-p 구조이다.
본 명세서에 있어서, n-i-p 구조는 제1 전극, 제1 공통층(제1 전자수송층), 제2 공통층(제2 전자수송층), 광흡수층, 정공수송층 및 제2 전극이 순차적으로 적층된 구조를 의미한다.
도 1은 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유-무기 복합 태양전지를 나타내었다. 구체적으로, 도 1은 제1 전극(10), 제1 공통층(20), 제2 공통층(30), 광흡수층(40), 제3 공통층(50) 및 제2 전극(60)이 순차적으로 적층된 유-무기 복합태양전지를 나타내었다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유-무기 복합 태양전지는 제1 전극 하부에 기판을 추가로 포함할 수 있다.
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.
본 명세서에 있어서, 상기 제1 전극은 애노드이고, 상기 제2 전극은 캐소드일 수 있다. 또한, 상기 제1 전극은 캐소드이고, 상기 제2 전극은 애노드일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 투명 전극이고, 상기 태양전지는 상기 제1 전극을 경유하여 빛을 흡수하는 것일 수 있다.
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.
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.
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.
실시예 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. 이후 PC61BM을 20mg/ml의 농도로 클로로벤젠에 녹인 용액을 5,000rpm으로 스핀 코팅하고 120℃에서 10분간 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 5,000rpm으로 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 F4-TCNQ(2,3,5,6-Tetrafluoro-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane)를 Spiro-OMeTAD 대비 3wt% 첨가한 용액을 스핀 코팅하였다. 마지막으로, Au를 진공 증착하여 유-무기 복합 태양전지를 완성하였다.
실시예 2.
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. 이후 PC61BM을 20mg/ml의 농도로 클로로벤젠에 녹인 용액을 5,000rpm으로 스핀 코팅하고 120℃에서 10분간 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 5,000rpm으로 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 F4-TCNQ를 Spiro-OMeTAD 대비 1wt% 첨가한 용액을 스핀 코팅하였다. 마지막으로, Au를 진공 증착하여 유-무기 복합 태양전지를 완성하였다.
실시예 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. 이후 PC61BM을 20mg/ml의 농도로 클로로벤젠에 녹인 용액을 5,000rpm으로 스핀 코팅하고 120℃에서 10분간 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 5,000rpm으로 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 F4-TCNQ를 Spiro-OMeTAD 대비 1.5wt% 첨가한 용액을 스핀 코팅하였다. 마지막으로, Au를 진공 증착하여 유-무기 복합 태양전지를 완성하였다.
실시예 4.
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. 이후 PC61BM을 20mg/ml의 농도로 클로로벤젠에 녹인 용액을 5,000rpm으로 스핀 코팅하고 120℃에서 10분간 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 5,000rpm으로 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 F4-TCNQ를 Spiro-OMeTAD 대비 2wt% 첨가한 용액을 스핀 코팅하였다. 마지막으로, Au를 진공 증착하여 유-무기 복합 태양전지를 완성하였다.
실시예 5.
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. 이후 PC61BM을 20mg/ml의 농도로 클로로벤젠에 녹인 용액을 5,000rpm으로 스핀 코팅하고 120℃에서 10분간 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 5,000rpm으로 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 F4-TCNQ를 Spiro-OMeTAD 대비 4wt% 첨가한 용액을 스핀 코팅하였다. 마지막으로 Au를 진공 증착하여 유-무기 복합 태양전지를 완성하였다.
비교예 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. 이후 PC61BM을 20mg/ml의 농도로 클로로벤젠에 녹인 용액을 5,000rpm으로 스핀 코팅하고 120℃에서 10분간 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)를 디메틸포름아미드(dimethylformamide)에 녹인 용액을 5,000rpm으로 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 F4-TCNQ를 Spiro-OMeTAD 대비 1wt% 첨가한 용액을 스핀 코팅하였다. 마지막으로, Au를 진공 증착하여 유-무기 복합 태양전지를 완성하였다.
비교예 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 5,000rpm으로 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 F4-TCNQ를 Spiro-OMeTAD 대비 1wt% 첨가한 용액을 스핀 코팅하였다. 마지막으로, Au를 진공 증착하여 유-무기 복합 태양전지를 완성하였다.
비교예 3.
산화주석인듐(ITO)이 스퍼터링된 무알칼리 유리기판 상에 2wt%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 5,000rpm으로 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 F4-TCNQ를 Spiro-OMeTAD 대비 1.5wt% 첨가한 용액을 스핀 코팅하였다. 마지막으로, Au를 진공 증착하여 유-무기 복합 태양전지를 완성하였다.
비교예 4.
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. 이후 PC61BM을 20mg/ml의 농도로 클로로벤젠에 녹인 용액을 5,000rpm으로 스핀 코팅하고 120℃에서 10분간 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 5,000rpm으로 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.
실험예 1. 상온 장기 안정성 평가
상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 4에서 제조된 유-무기 복합 태양전지의 성능을 하기와 같은 방법으로 측정하였다.
먼저 백색 발광다이오드 광원(101μW/cm2)을 설치하고, 광원으로부터 40cm 떨어진 바닥에서 조도계(미놀타 T-10)로 광량을 측정하여 400lux가 되는 출력으로 고정하였다. 이후 전류-전압측정 장비(Keithley 2420 및 구동 컴퓨터, 소프트웨어)와 유-무기 복합 태양전지를 연결하여 성능을 측정하였다.
상기 실시예 1 및 비교예 2에서 제조된 유-무기 복합태양전지를 장기 안정성을 평가한 결과를 하기 표 1에 구체적으로 나타내었다.
상기 장기안정성은 상온(20℃~25℃), 습도제어 없는 조건(습도 40%~80%)에서 400lux LED 광원 하에 보관한 뒤 일정 시간 마다 꺼내어 효율을 측정하여 평가하였다.
| Time (h) |
Jsc (μA/cm2) |
Voc (V) |
FF (%) |
PCE (%) |
출력전류밀도 (μW/cm2) |
△ Jsc (%) |
△ Voc (%) |
△ FF (%) |
△ PCE (%) |
|
| 비교예 2 | 0 | 44 | 0.719 | 71.9 | 22.5 | 22.7 | ||||
| 2.5 | 43 | 0.27 | 35.7 | 4.1 | 4.1 | -2 | -62 | -50 | -82 | |
| 8 | 43 | 0.158 | 28.4 | 1.9 | 1.9 | -2 | -78 | -61 | -92 | |
| 실시예 1 | 0 | 42 | 0.724 | 74.6 | 22.5 | 22.7 | ||||
| 2.5 | 42 | 0.742 | 74.6 | 23 | 23.2 | 0 | 3 | 0 | 3 | |
| 8 | 42 | 0.746 | 74.4 | 23.1 | 23.3 | 0 | 3 | 0 | 3 | |
| 171 | 40 | 0.754 | 71.2 | 21.3 | 21.5 | -5 | 4 | -5 | -5 |
상기 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.
상기 표 1에서 △Jsc는 일정 시간이 지난 후의 초기 대비 단락전류밀도 변화율을, △Voc는 일정 시간이 지난 후의 초기 대비 개방전압 변화율을, △FF는 일정 시간이 지난 후의 초기 대비 충전율 변화율을, △PCE는 일정 시간이 지난 후의 초기 대비 효율 변화율을 의미한다. △PCE의 절대값이 커질수록 효율 변화가 크게 일어난 것을 의미하며, △PCE의 (-) 값이 클수록 효율이 감소한 것을 의미한다.
상기 표 1로부터, 실시예 1의 경우, 171시간이 지난 후에도 태양전지의 효율이 유지되는 반면에, 비교예 2의 경우 8시간 만에 효율이 92% 감소하는 것을 확인할 수 있다.
도 2에는 상기 실시예 1, 2, 4 및 5와 비교예 2에서 제조된 유-무기 복합태양전지의 시간에 따른 출력전류밀도 변화를 비교하여 나타내었다.
상기 출력 전류밀도는 개방전압과 단락전류밀도 및 충진률의 곱으로 계산할 수 있다. 일반적으로 잘 알려진 결정질 Si 태양전지의 경우, 400 lux 조도에서의 단위면적당 출력은 약 10 μW/cm2이다.
도 2로부터, 실시예 1, 2, 4 및 5에서 제조된 유-무기 복합 태양전지는 일정 시간이 흐른 후에도 출력 전류밀도가 유지되는 것에 비해, 비교예 1은 2.5시간만에 출력 밀도가 크게 감소하는 것을 확인할 수 있다. 특히, 실시예 1 및 4의 경우, 171시간이 지난 후에도 출력 전류밀도가 20μW/cm2 이상으로 유지되는 것을 확인할 수 있다. 이로부터, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유-무기 복합 태양전지가 장기 안정성을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
실험예 2. 고온 장기 안정성 평가
본 명세서의 일 실시상태에 따른 유-무기 복합 태양전지의 고온에서의 안정성을 평가하기 위하여, 상기 실시예 1 및 비교예 2에서 제조된 유-무기 복합 태양전지를 60℃ 습도제어 없는 조건(습도 50% 이내)에서 보관한 뒤 일정 시간 마다 꺼내어 효율을 측정하여 평가하였다.
도 3에는 실시예 1 및 비교예 1 내지 4에서 제조된 유-무기 복합 태양전지의 60℃에서의 안정성 평가 결과를 나타내었다.
도 3으로부터, 실시예 1의 경우, 60℃에서 500시간이 지난 후에도 태양전지의 효율이 유지되는 반면에, 비교예 1 내지 4의 경우 60℃에서 시간이 지남에 따라 효율이 급격히 감소하는 것을 확인할 수 있다. 이로부터, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유-무기 복합 태양전지의 고온 안정성이 우수한 것을 확인할 수 있다.
10: 제1 전극
20: 제1 공통층
30: 제2 공통층
40: 광흡수층
50: 제3 공통층
60: 제2 전극
20: 제1 공통층
30: 제2 공통층
40: 광흡수층
50: 제3 공통층
60: 제2 전극
Claims (6)
- 제1 전극;
상기 제1 전극 상에 구비된 주석을 포함하는 금속 산화물을 포함하는 제1 공통층;
상기 제1 공통층 상에 구비된 플러렌 유도체를 포함하는 제2 공통층;
상기 제2 공통층 상에 구비된 불소계 계면활성제 및 페로브스카이트 구조의 화합물을 포함하는 광흡수층;
상기 광흡수층 상에 구비된 불소계 도펀트를 포함하는 제3 공통층; 및
상기 제3 공통층 상에 구비된 제2 전극을 포함하는 유-무기 복합 태양전지. - 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. - 청구항 1에 있어서,
상기 불소계 도펀트는 하기 구조 중 어느 하나를 포함하는 것인 유-무기 복합 태양전지:
- 청구항 1에 있어서,
상기 제3 공통층은 불소계 도펀트 및 정공수송물질을 포함하고,
상기 불소계 도펀트는 정공수송물질 대비 0.5wt% 내지 5wt% 포함되는 것인 유-무기 복합 태양전지. - 청구항 1에 있어서,
상기 불소계 계면활성제는 페로브스카이트 구조의 화합물 대비 0.005wt% 내지 0.5wt% 포함되는 것인 유-무기 복합 태양전지. - 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.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180110334A KR20200031389A (ko) | 2018-09-14 | 2018-09-14 | 유-무기 복합 태양전지 |
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-
2018
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| Title |
|---|
| Adv. Mater. 2014, 26, 4991-4998 |
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