KR20200040517A - Composition for preparing hole transporting layer of organic-inorganic complex solar cell, organic-inorganic complex solar cell and manufacturuing method thereof - Google Patents

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Abstract

A specification of the present invention provides a composition for forming a hole transport layer for an organic-inorganic composite solar cell including a Cu-based hole transport material and at least one metal oxide precursor of a vanadium oxide precursor, a molybdenum oxide precursor, and a tungsten oxide precursor, a manufacturing method of the organic-inorganic composite solar cell using the same and an organic-inorganic composite solar cell comprising a hole transport layer including the Cu-based hole transport material and at least one metal oxide of vanadium oxide, molybdenum oxide, and tungsten oxide.

Description

유-무기 복합 태양전지의 정공수송층 형성용 조성물, 유-무기 복합 태양전지 및 유-무기 복합 태양전지의 제조방법 {COMPOSITION FOR PREPARING HOLE TRANSPORTING LAYER OF ORGANIC-INORGANIC COMPLEX SOLAR CELL, ORGANIC-INORGANIC COMPLEX SOLAR CELL AND MANUFACTURUING METHOD THEREOF}Composition for forming a hole transport layer of an organic-inorganic composite solar cell, a method of manufacturing an organic-inorganic composite solar cell and an organic-inorganic composite solar cell {COMPOSITION FOR PREPARING HOLE TRANSPORTING LAYER OF ORGANIC-INORGANIC COMPLEX SOLAR CELL, ORGANIC-INORGANIC COMPLEX SOLAR CELL AND MANUFACTURUING METHOD THEREOF}

본 명세서는 유-무기 복합 태양전지의 정공수송층 형성용 조성물, 유-무기 복합 태양전지 및 유-무기 복합 태양전지의 제조방법에 관한 것이다.The present specification relates to a composition for forming a hole transport layer of an organic-inorganic composite solar cell, an organic-inorganic composite solar cell, and a method of manufacturing the 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 페로브스카이트형 태양전지는 높은 효율과 용액 공정 기반의 저가 생산이 가능한 장점이 있으나, 경쟁 태양전지 대비 내구성이 떨어지는 문제가 있다. 내구성 저하의 원인으로는 여러 가지가 있으나, 특히 정공수송층과 관련하여 확실한 대안이 나타나지 않고 있다. 기존에 많이 사용하는 Li 기반의 유기 금속 착체(Organo-Metal complex), 예컨대 Li(TFSi)와 tBP(tert-butylpyridine)를 p형 도판트로 사용하는 Spiro-OMeTAD의 경우, Spiro-OMeTAD 자체의 유리 전이 온도가 높음에도 불구하고, 전도도 향상을 위하여 상기 첨가제가 들어가는 경우 유리전이 온도가 80℃ 미만으로 되는 등 열적 안정성이 저하되는 문제가 있을 뿐만 아니라. p형 도판트에 의한 광흡수층의 열화 문제가 있어 이를 대체하는 방안이 요구된다. The organic-inorganic composite perovskite type solar cell has the advantage of being capable of high-efficiency and low-cost production based on the solution process, but has a problem of inferior durability compared to a competitive solar cell. There are various reasons for the decrease in durability, but there is no obvious alternative, especially with respect to the hole transport layer. In the case of Spiro-OMeTAD, which uses Li-based organo-metal complex (Li-TFSi) and tBP (tert-butylpyridine) as p-type dopants, the glass transition of Spiro-OMeTAD itself In spite of the high temperature, there is a problem that thermal stability is lowered, such as a glass transition temperature of less than 80 ° C when the additive is added to improve conductivity. There is a problem of deterioration of the light absorbing layer by the p-type dopant, and a method to replace it is required.

이를 해결하고자 전도도 및 열적 안정성이 높은 무기물 기반의 정공수송층으로 대체하고자 하는 시도가 있고, 특히 최근 Cu 기반의 화합물이 주목 받고 있다. 그러나, 전극과의 계면 특성 분량에 의한 효율 저하 문제가 있어 이를 해결하기 위한 방안이 필요하다. In order to solve this, attempts have been made to replace the hole transport layer based on an inorganic material having high conductivity and thermal stability, and Cu-based compounds have recently attracted attention. However, there is a problem of efficiency reduction due to the amount of interfacial properties with the electrode, and a method for solving the problem is needed.

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

본 명세서는 유-무기 복합 태양전지의 정공수송층 형성용 조성물, 유-무기 복합 태양전지 및 유-무기 복합 태양전지의 제조방법을 제공한다.The present specification provides a composition for forming a hole transport layer of an organic-inorganic composite solar cell, an organic-inorganic composite solar cell, and a method of manufacturing the organic-inorganic composite solar cell.

본 명세서의 일 실시상태는 Cu계 정공수송물질; 및 바나듐 산화물 전구체, 몰리브덴 산화물 전구체 및 텅스텐 산화물 전구체 중 적어도 하나의 금속산화물 전구체를 포함하는 유-무기 복합 태양전지용 정공수송층 형성용 조성물을 제공한다. An exemplary embodiment of the present specification is a Cu-based hole transport material; And it provides a composition for forming a hole transport layer for an organic-inorganic composite solar cell comprising at least one metal oxide precursor of a vanadium oxide precursor, a molybdenum oxide precursor and a tungsten oxide precursor.

본 명세서의 또 하나의 실시상태는 Another embodiment of the present specification

제1 전극을 준비하는 단계; Preparing a first electrode;

상기 제1 전극 상에 페로브스카이트 구조의 화합물을 포함하는 광흡수층을 형성하는 단계; 및 Forming a light absorbing layer comprising a perovskite compound on the first electrode; And

상기 광흡수층 상에 제2 전극을 형성하는 단계Forming a second electrode on the light absorbing layer

를 포함하는 유-무기 복합 태양전지의 제조방법에 있어서, In the method of manufacturing an organic-inorganic composite solar cell comprising a,

상기 제1 전극과 상기 광흡수층 사이, 또는 상기 제2 전극과 상기 광흡수층 사이에 상기 실시상태에 따른 조성물을 이용하여 정공수송층을 형성하는 단계를 더 포함하는 유-무기 복합 태양전지의 제조방법을 제공한다. A method of manufacturing an organic-inorganic composite solar cell further comprising forming a hole transport layer between the first electrode and the light absorbing layer, or between the second electrode and the light absorbing layer using the composition according to the embodiment. to provide.

본 명세서의 또 하나의 실시상태는 Another embodiment of the present specification

제1 전극; 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비되고, 페로브스카이트 구조의 화합물을 포함하는 광흡수층을 포함하는 유-무기 복합 태양전지로서, 상기 제1 전극과 상기 광흡수층 사이, 또는 상기 제2 전극과 상기 광흡수층 사이에 구비된 정공수송층을 더 포함하고, 상기 정공수송층은 Cu계 정공수송물질; 및 바나듐 산화물, 몰리브덴 산화물 및 텅스텐 산화물 중 적어도 하나의 금속산화물을 포함하는 것인 유-무기 복합 태양전지를 제공한다. A first electrode; A second electrode; And a light absorbing layer provided between the first electrode and the second electrode and comprising a compound of perovskite structure, between the first electrode and the light absorbing layer, or Further comprising a hole transport layer provided between the second electrode and the light absorbing layer, the hole transport layer is a Cu-based hole transport material; And a metal oxide of at least one of vanadium oxide, molybdenum oxide, and tungsten oxide.

본 명세서의 실시상태들에 따른 유-무기 복합 태양전지용 정공수송층 형성용 조성물을 이용하여 유-무기 복합 태양전지용 정공수송층을 형성하는 경우, 저온 공정, 용액 공정이 가능하기 때문에 공정 경제성이 우수하고, 형성된 정공 수송층의 전기적 특성이 우수할 뿐만 아니라, 전극과 접합시 전하 주입/추출 특성이 우수하다. 따라서, 상기 조성물을 이용하여 제조된 정공수송층을 포함하는 유-무기 복합 태양전지는 우수한 전하주입특성을 가지므로, 전지 효율이 우수하다.When forming a hole transport layer for an organic-inorganic composite solar cell using the composition for forming a hole transport layer for an organic-inorganic composite solar cell according to the exemplary embodiments of the present specification, process efficiency is excellent because a low temperature process and a solution process are possible, Not only is the electrical properties of the formed hole transport layer excellent, but also the charge injection / extraction properties when bonding with an electrode. Therefore, the organic-inorganic composite solar cell including the hole transport layer prepared using the composition has excellent charge injection characteristics, and thus has excellent battery efficiency.

도 1 및 도 2는 본 명세서의 몇몇 실시상태들에 따른 유-무기 복합 태양전지의 적층 구조를 예시한 것이다.
도 3 및 도 4는 참고예 1에 따라 CuSCN과 바나듐 산화물 전구체의 CT(charge transfer) 착체 형성에 따른 색흡수를 나타낸 도면이다.
도 5 내지 도 7은 각각 실험예 1, 비교예 1 및 비교예 2에서 제조된 소자의 각 층들의 에너지 관계를 나타낸 모식도이다.
도 8은 실험예 1, 2 및 비교예 1, 2의 소자의 전압에 따른 전류밀도를 나타낸 그래프이다.
도 9 및 도 10은 각각 실험예 3 및 비교예 3에서 제조된 소자의 각 층들의 에너지 관계를 나타낸 모식도이다.
도 11은 실험예 3 및 비교예 3의 소자의 전압에 따른 전류밀도를 나타낸 그래프이다.
1 and 2 illustrate a stacked structure of an organic-inorganic composite solar cell according to some exemplary embodiments of the present specification.
3 and 4 are diagrams showing color absorption according to CT (charge transfer) complex formation of CuSCN and a vanadium oxide precursor according to Reference Example 1.
5 to 7 are schematic diagrams showing the energy relationship of each layer of the device prepared in Experimental Example 1, Comparative Example 1 and Comparative Example 2, respectively.
8 is a graph showing the current density according to the voltage of the devices of Experimental Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2.
9 and 10 are schematic diagrams showing the energy relationship of each layer of the device manufactured in Experimental Example 3 and Comparative Example 3, respectively.
11 is a graph showing the current density according to the voltage of the device of Experimental Example 3 and Comparative Example 3.

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 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In this specification, when it is said that a part "includes" a certain component, this means that other components may be further included instead of excluding other components unless otherwise specified.

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 Cu계 정공수송물질; 및 바나듐 산화물 전구체, 몰리브덴 산화물 전구체 및 텅스텐 산화물 전구체 중 적어도 하나의 금속산화물 전구체를 포함하는 유-무기 복합 태양전지용 정공수송층 형성용 조성물을 제공한다. An exemplary embodiment of the present specification is a Cu-based hole transport material; And it provides a composition for forming a hole transport layer for an organic-inorganic composite solar cell comprising at least one metal oxide precursor of a vanadium oxide precursor, a molybdenum oxide precursor and a tungsten oxide precursor.

상기 실시상태에서는 유-무기 복합 태양전지용 정공수송층을 형성하기 위한 조성물로서 CuSCN (Copper(I) thiocyanate)와 같은 Cu계 정공수송물질과 함께, 바나듐 산화물 전구체, 몰리브덴 산화물 전구체 및 텅스텐 산화물 전구체 중 적어도 하나의 금속산화물 전구체를 포함시킴으로써 최종적으로 정공수송층에 Cu계 정공수송물질과 바나듐 산화물, 몰리브덴 산화물 및 텅스텐 산화물 중 적어도 하나의 금속산화물를 모두 포함하도록 할 수 있을 뿐만 아니라, 150 ℃ 이하, 바람직하게는 100 ℃ 이하의 저온에서의 용액 공정에 의하여 상기와 같은 조성의 정공수송층을 형성할 수 있다. 이와 같이 형성된 정공수송층은 무기물 기반의 p형 도핑 특성을 나타낼 수 있어 전기적 특성이 우수할 뿐만 아니라, 전극, 특히 금속 전극과의 계면 특성이 우수하여 전하 주입/추출 특성이 우수하다. 또한, 전술한 조성물은 고온의 열처리가 없더라도 높은 전기 전도성을 나타낼 수 있으므로, 150 ℃ 이하의 매우 낮은 공정온도를 실현할 수 있으며, 저온 용액 공정은 상압에서 진행하는 것이 가능하므로, 종래의 고진공 상태에서의 증착 방법에 비하여 공정 경제성이 크게 개선될 수 있다. In the embodiment, as a composition for forming a hole transport layer for an organic-inorganic composite solar cell, together with a Cu-based hole transport material such as CuSCN (Copper (I) thiocyanate), at least one of a vanadium oxide precursor, a molybdenum oxide precursor, and a tungsten oxide precursor By including the metal oxide precursor of the final hole transport layer not only can be made to include all of at least one metal oxide of the Cu-based hole transport material and vanadium oxide, molybdenum oxide and tungsten oxide, 150 ℃ or less, preferably 100 ℃ A hole transport layer having the above-described composition can be formed by a solution process at a low temperature. The hole transport layer formed as described above can exhibit an inorganic-based p-type doping property, and thus not only has excellent electrical properties, but also has excellent interfacial properties with electrodes, particularly metal electrodes, and thus has excellent charge injection / extraction properties. In addition, since the above-described composition can exhibit high electrical conductivity even without high temperature heat treatment, it is possible to realize a very low process temperature of 150 ° C. or less, and the low temperature solution process can be performed at normal pressure, so that in the conventional high vacuum state Process economics can be greatly improved compared to deposition methods.

본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 유-무기 복합 태양전지용 정공수송층 형성용 조성물 중의 상기 금속산화물 전구체의 함량은 상기 Cu계 정공수송물질 100 중량부 대비 1 중량부 내지 60 중량부, 바람직하게는 1 중량부 내지 50 중량부, 더욱 바람직하게는 5 중량부 내지 20 중량부인 것이 바람직하다. 상기 금속산화물 전구체의 함량이 상기 범위 내인 경우, Cu계 정공수송물질의 본래 특성을 유지하면서도, 효과적인 Cu계 정공수송물질과 상기 금속산화물 전구체와의 전하 이송 착체(Charge Transfer Complex) 형성을 통한 전도도 증가와 전극과의 전하 주입 특성 향상을 동시에 도모할 수 있다. 과포함의 경우 코팅 특성 감소와 확률적인 금속산화물과의 계면 접촉 증가로 인한 개방전압 감소를 야기할 수 있으므로 이러한 현상이 벌어지지 않는 농도범위를 설정하는 것이 바람직하다.According to an exemplary embodiment of the present specification, the content of the metal oxide precursor in the composition for forming a hole transport layer for the organic-inorganic composite solar cell is 1 part by weight to 60 parts by weight, preferably 100 parts by weight, relative to 100 parts by weight of the Cu-based hole transport material It is preferably 1 to 50 parts by weight, more preferably 5 to 20 parts by weight. When the content of the metal oxide precursor is within the above range, conductivity is increased through formation of an effective Cu-based hole transport material and a charge transfer complex between the metal oxide precursor while maintaining the original characteristics of the Cu-based hole transport material. It is possible to simultaneously improve the charge injection characteristics with and the electrode. In the case of over-inclusion, it is preferable to set a concentration range in which such a phenomenon does not occur because it may cause a decrease in the open voltage due to a decrease in coating properties and a probabilistic increase in interface contact with a metal oxide.

상기 Cu계 정공수송물질로는 Cu를 포함하고 유-무기 복합 태양전지 용도에서 정공수송물질로 사용될 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않는다. The Cu-based hole transport material is not particularly limited as long as it contains Cu and can be used as a hole transport material in an organic-inorganic composite solar cell application.

예컨대, 상기 Cu계 정공수송물질로는 CuSCN, Cu 할로겐화물 및 Cu 첨가 산화물 중에서 선택되는 것을 포함하는 것을 사용할 수 있으며, 구체적으로 CuSCN, CuI, CuBr, 및 Cu:NiO (Cu doped NiO) 중에서 선택되는 것을 포함하는 것을 사용할 수 있다. 구체적으로, 상기 Cu계 정공수송물질로는 CuSCN인 것이 바람직하다. For example, the Cu-based hole transport material may include those selected from CuSCN, Cu halides, and Cu-added oxides, and specifically selected from CuSCN, CuI, CuBr, and Cu: NiO (Cu doped NiO). You can use things that include. Specifically, the Cu-based hole transport material is preferably CuSCN.

전술한 금속산화물 전구체란 용매에 용해 후 150℃ 이하의 열처리를 진행하였을 때 금속산화물을 제공하는 재료로서, 이와 같은 작용을 할 수 있는 재료라면 특별히 한정되지 않는다. 예컨대, 상기 금속산화물 전구체로서 바나듐(V) 옥시트리에톡사이드, 바나듐(V) 옥시클로라이드, 바나듐(V) 옥시트리프로폭사이드, 바나듐(V) 옥시트리이소프로폭사이드, Mo(V) 에톡사이드, Mo(VI) 옥사이드 비스(2,4-펜탄디오네이트), W(V) 에톡사이드, W(VI) 옥시클로라이드, W(VI) 디클로라이드 디옥사이드(WO2Cl2) 등을 사용할 수 있다. The above-described metal oxide precursor is a material that provides a metal oxide when heat treatment at 150 ° C. or less after dissolving in a solvent is not particularly limited as long as it is a material capable of such an action. For example, as the metal oxide precursor, vanadium (V) oxytriethoxide, vanadium (V) oxychloride, vanadium (V) oxytripropoxide, vanadium (V) oxytriisopropoxide, Mo (V) ethoxy Side, Mo (VI) oxide bis (2,4-pentanedionate), W (V) ethoxide, W (VI) oxychloride, W (VI) dichloride dioxide (WO 2 Cl 2 ), etc. can be used. .

상기 실시상태에 따른 유-무기 복합 태양전지용 정공수송층 형성용 조성물은 Cu계 정공수송물질; 및 상기 금속산화물 전구체가 용해되는 용매를 더 포함할 수 있다. The composition for forming a hole transport layer for an organic-inorganic composite solar cell according to the embodiment includes a Cu-based hole transport material; And a solvent in which the metal oxide precursor is dissolved.

이 때, 용매로는 상기 Cu계 정공수송물질 및 상기 금속산화물 전구체를 용해시킬 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 예컨대, 상기 용매는 상기 Cu계 정공수송물질 에 대한 상온에서의 용해도가 10 mg/ml 이상인 것이 바람직하고, 30 mg/ml 이상인 것이 바람직하고, 45 mg/ml 이상인 것이 바람직하며, 용해도는 높을수록 좋다. At this time, the solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the Cu-based hole transport material and the metal oxide precursor. For example, the solvent preferably has a solubility at room temperature for the Cu-based hole transport material of 10 mg / ml or more, preferably 30 mg / ml or more, preferably 45 mg / ml or more, and the higher the solubility, the better. .

상기 용매는 금속산화물 전구체(비중 ~1.03)에 대한 상온에서의 용해도가 0.1 μl/ 100 μl 이상인 것이 바람직하고, 3 μl/ 100 μl 이상인 것이 바람직하고, 4 μl/ 100 μl 이상일 수 있으며, 용해도는 높을수록 좋다. The solvent is preferably 0.1 μl / 100 μl or more solubility at room temperature for the metal oxide precursor (specific gravity ~ 1.03), preferably 3 μl / 100 μl or more, and may be 4 μl / 100 μl or more, and high solubility The better.

상기 용매는, 특별히 한정되지 않지만, 저온 용액 공정을 위하여, 비점이 150℃ 이하인 것이 바람직하고, 비점이 100℃ 이하인 것이 더욱 바람직하다. The solvent is not particularly limited, but for the low-temperature solution process, the boiling point is preferably 150 ° C or lower, and more preferably 100 ° C or lower.

일 실시상태에 따르면, 상기 용매로는 n-알킬 설파이드, 예컨대 디에틸설파이드, 디프로필설파이드, 디부틸설파이드 등의 극성용매가 사용될 수 있으며, 그밖에 Acetonitrile with HCl (1 wt%)도 사용될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 일 실시상태에 따르면, 상기 용매는 유-무기 복합 태양전지용 정공수송층 형성용 조성물 100 중량%를 기준으로 40중량% 이상, 예컨대 50 중량% 이상일 수 있으며, 99 중량% 이하일 수 있다. 상기 유-무기 복합 태양전지용 정공수송층 형성용 조성물 100 중량%를 기준으로 상기 Cu계 정공수송물질 및 상기 금속산화물 전구체의 함량의 합은 1 중량% 이상 60 중량% 이하인 것이 바람직하고, 50 중량% 이하인 것이 바람직하다. According to an exemplary embodiment, as the solvent, a polar solvent such as n-alkyl sulfide, such as diethyl sulfide, dipropyl sulfide, dibutyl sulfide, and the like, acetonitrile with HCl (1 wt%) may also be used, It is not limited to this. According to one embodiment, the solvent may be 40% by weight or more, for example, 50% by weight or more, and 99% by weight or less based on 100% by weight of the composition for forming a hole transport layer for an organic-inorganic composite solar cell. The sum of the content of the Cu-based hole transport material and the metal oxide precursor based on 100% by weight of the composition for forming a hole transport layer for the organic-inorganic composite solar cell is preferably 1% by weight or more and 60% by weight or less, and 50% by weight or less It is preferred.

본 명세서의 또 하나의 실시상태는 유-무기 복합 태양전지의 제조방법에 관한 것으로서, 제1 전극을 준비하는 단계; 상기 제1 전극 상에 페로브스카이트 구조의 화합물을 포함하는 광흡수층을 형성하는 단계; 및 상기 광흡수층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하며, 추가로 상기 제1 전극과 상기 광흡수층 사이, 또는 상기 제2 전극과 상기 광흡수층 사이에 전술한 실시상태들에 따른 조성물을 이용하여 정공수송층을 형성하는 단계를 포함한다.Another embodiment of the present specification relates to a method of manufacturing an organic-inorganic composite solar cell, comprising: preparing a first electrode; Forming a light absorbing layer comprising a perovskite compound on the first electrode; And forming a second electrode on the light absorbing layer, further using a composition according to the above-described embodiments between the first electrode and the light absorbing layer, or between the second electrode and the light absorbing layer. And forming a hole transport layer.

일 실시상태에 따르면, 상기 정공수송층을 형성하는 단계는 150℃ 이하, 바람직하게는 100 ℃ 이하에서의 용액 공정에 의하여 수행될 수 있다. 용액 공정으로는 당기술분야에 알려져 있는 코팅 방법이 이용될 수 있으며, 예컨대 스핀 코팅, 딥 코팅, 잉크젯 프린팅, 그라비아 프린팅, 스프레이 코팅, 닥터 블레이드, 바 코팅, 브러쉬 페인팅 등의 방법이 이용될 수 있으나, 이것으로만 한정되는 것은 아니다. According to an exemplary embodiment, the step of forming the hole transport layer may be performed by a solution process at 150 ° C or less, preferably 100 ° C or less. As a solution process, a coating method known in the art may be used, for example, spin coating, dip coating, inkjet printing, gravure printing, spray coating, doctor blade, bar coating, brush painting, etc. may be used. , It is not limited to this.

공정 온도는 150 ℃ 이하, 바람직하게는 100 ℃ 이하이며, 예컨대 상온 내지 100 ℃ 이하, 바람직하게는 40 ℃ 내지 100 ℃ 이하, 예컨대 45 ℃ 내지 70 ℃ 이하에서 수행될 수 있다. 공정 시간은 공정 온도나 코팅량, 용매 종류나 함량에 따라 결정될 수 있으며, 예컨대 0.5 분 내지 60 분간 수행될 수 있다. The process temperature is 150 ° C. or less, preferably 100 ° C. or less, and can be performed at room temperature to 100 ° C. or less, preferably 40 ° C. to 100 ° C. or less, such as 45 ° C. to 70 ° C. or less. The process time may be determined according to the process temperature or coating amount, the type or content of the solvent, and may be performed, for example, from 0.5 minutes to 60 minutes.

상기 정공수송층을 형성하기 위한 코팅량은 최종 얻고자 하는 정공수송층의 두께, 조성물 중의 용매 함량, 정공수송층의 면적 등에 의하여 결정되며, 예컨대 10 μl 내지 1,000 μl를 코팅할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. The coating amount for forming the hole transport layer is determined by the thickness of the hole transport layer to be finally obtained, the solvent content in the composition, the area of the hole transport layer, etc., for example, 10 μl to 1,000 μl may be coated, but is not limited to this. no.

일 실시상태에 따르면, 상기 정공수송층을 형성하는 단계는 상기 광흡수층을 형성하는 단계 이후, 상기 광흡수층 상에 상기 조성물을 용액 공정에 의하여 도포하고, 150℃ 이하, 바람직하게는 100 ℃ 이하에서 열처리 함으로써 수행될 수 있다. According to one embodiment, the step of forming the hole transport layer is after the step of forming the light absorbing layer, the composition is applied on the light absorbing layer by a solution process, preferably 150 ° C. or less, preferably 100 ° C. It may be performed by heat treatment below.

상기 정공수송층 이외에, 제1 전극, 제2 전극 및 광흡수층의 재료 및 제조방법은 당 기술분야에 알려져 있는 기술이 이용될 수 있다. 필요에 따라, 상기 제1 전극, 제2 전극 및 광흡수층 이외에 추가의 층이 도입될 수 있다. In addition to the hole transport layer, materials and manufacturing methods of the first electrode, the second electrode, and the light absorbing layer may use techniques known in the art. If necessary, an additional layer may be introduced in addition to the first electrode, the second electrode, and the light absorbing layer.

본 명세서의 또 하나의 실시상태는 제1 전극; 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비되고, 페로브스카이트 구조의 화합물을 포함하는 광흡수층을 포함하는 유-무기 복합 태양전지로서, 상기 제1 전극과 상기 광흡수층 사이, 또는 상기 제2 전극과 상기 광흡수층 사이에 구비된 정공수송층을 더 포함하고, 상기 정공수송층은 Cu계 정공수송물질; 및 바나듐 산화물, 몰리브덴 산화물 및 텅스텐 산화물 중 적어도 하나의 금속산화물을 포함하는 것인 유-무기 복합 태양전지를 제공한다. Another exemplary embodiment of the present specification is a first electrode; A second electrode; And a light absorbing layer provided between the first electrode and the second electrode and comprising a compound of perovskite structure, between the first electrode and the light absorbing layer, or Further comprising a hole transport layer provided between the second electrode and the light absorbing layer, the hole transport layer is a Cu-based hole transport material; And a metal oxide of at least one of vanadium oxide, molybdenum oxide, and tungsten oxide.

일 실시상태에 따르면, 상기 정공수송층 중의 바나듐 산화물, 몰리브덴 산화물 및 텅스텐 산화물 중 적어도 하나의 금속산화물의 함량은 상기 Cu계 정공수송물질 100 중량부 대비 1 중량부 내지 60 중량부, 바람직하게는 1 중량부 내지 50 중량부, 더욱 바람직하게는 5 중량부 내지 20 중량부이다. According to one embodiment, the content of at least one metal oxide of vanadium oxide, molybdenum oxide, and tungsten oxide in the hole transport layer is 1 part by weight to 60 parts by weight, preferably 1 part by weight, relative to 100 parts by weight of the Cu-based hole transport material Parts to 50 parts by weight, more preferably 5 to 20 parts by weight.

일 실시상태에 따르면, 상기 정공수송층은 약 600 nm 및 약 1500 nm에서 흡수 피크를 갖는다. 전술한 금속산화물이 Cu계 정공수송물질에 혼입되어(DOPING되어) 전하전달체 (Charge transfer complex, CT)를 형성함으로써, 상기와 같은 흡수 스펙트럼을 가질 수 있다. According to one embodiment, the hole transport layer has an absorption peak at about 600 nm and about 1500 nm. The above-described metal oxide may be incorporated into a Cu-based hole transport material (DOPING) to form a charge transfer complex (CT), thereby having the above absorption spectrum.

일 실시상태에 따르면, 상기 정공수송층의 두께는 10 nm 내지 1,000 nm 이다. 정공수송층의 두께가 상기 범위를 만족할 경우 하부 층에 핀홀 등의 결함 없이 균일한 막을 형성 할 수 있으며, 상부 전극과 하부 삽입층과의 접촉을 막을 수 있어 효과적으로 구동할 수 있는 소자 구조를 얻을 수 있다.According to one embodiment, the thickness of the hole transport layer is 10 nm to 1,000 nm. When the thickness of the hole transport layer satisfies the above range, a uniform film can be formed on the lower layer without defects such as pinholes, and the contact between the upper electrode and the lower insertion layer can be prevented to obtain a device structure that can be effectively driven. .

일 실시상태에 따르면, 상기 정공수송층은 150℃ 이하, 바람직하게는 100 ℃ 이하에서의 용액 공정에 의하여 형성된 것이다. 상기 정공수송층의 제조방법은 전술한 설명에 따른다. According to one embodiment, the hole transport layer is 150 ℃ or less, preferably 100 ℃ It is formed by the solution process below. The method for manufacturing the hole transport layer follows the above description.

상기 광흡수층은 페로브스카이트 구조의 화합물을 포함한다. 페로브스카이트 구조의 화합물로는 당기술분야에 알려져 있는 것들이 제한되지 않고 사용될 수 있다. The light absorbing layer includes a compound having a perovskite structure. As a compound of perovskite structure, those known in the art can be used without limitation.

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 Is a divalent metal ion selected from 2+ , Bi 2+ , Pb 2+ and 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 a monovalent cation in which R4 to R6 are different from each other in Formula 3 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 specification, M1 to M3 are each 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 100nm 내지 1μm이다. In one embodiment of the present specification, the thickness of the light absorbing layer is 100 nm to 1 μm.

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 evaporation, or the like.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극과 광흡수층 사이에 전자수송층을 더 포함할 수 있다. In one embodiment of the present specification, an electron transport layer may be further included between the first electrode and the light absorbing layer.

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, 광흡수층, 정공수송층 및 제2 전극이 순차적으로 적층된 구조 또는 제1 전극, 전자수송층, 광흡수층, 삽입층, 정공수송층 및 제2 전극이 순차적으로 적층된 구조를 의미한다.  In the present specification, the nip structure includes a structure in which a first electrode, a light absorbing layer, a hole transport layer and a second electrode are sequentially stacked, or a first electrode, an electron transport layer, a light absorbing layer, an insertion layer, a hole transport layer and a second electrode are sequentially It refers to a layered structure.

도 1 및 2는 본 명세서의 예시적인 실시상태에 따른 유-무기 복합 태양전지를 나타내었다. 구체적으로, 도 1은 제1 전극(10), 광흡수층(20), 정공수송층(30) 및 제2 전극(40)이 순차적으로 적층된 유-무기 복합태양전지를 나타내었다. 도 2는 제1 전극(10), 전자수송층(50), 광흡수층(20), 정공수송층(30) 및 제2 전극(40)이 순차적으로 적층된 유-무기 복합태양전지를 나타내었다.1 and 2 show an organic-inorganic composite solar cell according to an exemplary embodiment of the present specification. Specifically, FIG. 1 shows an organic-inorganic composite solar cell in which the first electrode 10, the light absorbing layer 20, the hole transport layer 30, and the second electrode 40 are sequentially stacked. 2 shows an organic-inorganic composite solar cell in which the first electrode 10, the electron transport layer 50, the light absorbing layer 20, the hole transport layer 30, and the second electrode 40 are sequentially stacked.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유-무기 복합 태양전지는 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 thereto, 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 (PC), polystylene (PS), polyoxyethlene (POM), AS resin (acrylonitrile styrene copolymer), ABS resin ( The conductive material may be doped with 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 oxide) 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.

본 명세서에 있어서, 상기 전자수송층은 금속 산화물을 포함할 수 있다. 금속 산화물은 구체적으로, Ti 산화물, Zn 산화물, In 산화물, Sn 산화물, W 산화물, Nb 산화물, Mo 산화물, Mg 산화물, Zr 산화물, Sr 산화물, Yr 산화물, La 산화물, V 산화물, Al 산화물, Y 산화물, Sc 산화물, Sm 산화물, Ga 산화물, SrTi 산화물 및 이들의 복합물 중에서 1 또는 2 이상 선택된 것이 사용 가능하나, 이에만 한정되는 것은 아니다. In the present specification, the electron transport layer may include a metal oxide. Metal oxide is specifically, Ti oxide, Zn oxide, In oxide, Sn oxide, W oxide, Nb oxide, Mo oxide, Mg oxide, Zr oxide, Sr oxide, Yr oxide, La oxide, V oxide, Al oxide, Y oxide , Sc oxide, Sm oxide, Ga oxide, SrTi oxide and one or more selected from these composites may be used, but is not limited thereto.

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.

참고예 1.Reference Example 1.

CuSCN과 바나듐 산화물 전구체를 혼합하였을 때 색변화를 확인하였다. Color change was confirmed when CuSCN and a vanadium oxide precursor were mixed.

구체적으로, CuSCN (powder)를 디에틸설파이드(diethyl sulfide) (순도 98%)에 녹인 후(농도: 35 mg/ml) 바나듐 옥시트리이소프로폭사이드를 각각 10중량%(전체 조성물 100 중량% 기준, 이하 동일) 및 20중량%로 혼합하여 완전히 녹을 때까지 교반하였다. 이어서, 이후 PP(polypropylene) 필터로 거른 후,잘 혼합한 용액에 대하여 파장에 따른 흡수 스펙트럼을 측정하였다. 도 3은 바나듐 옥시트리이소프로폭사이드의 혼합 전과 혼합 후의 용액의 색상 변화를 육안으로 관찰한 것이며, 도 4는 상기 용액을 기재로서 두께 20 nm 정도의 유리를 이용하여 필름화한 후, 파장별 흡수 스펙트럼의 측정 결과를 나타낸 것이다. Specifically, after dissolving CuSCN (powder) in diethyl sulfide (98% purity) (concentration: 35 mg / ml), 10% by weight of vanadium oxytriisopropoxide, respectively (based on 100% by weight of the total composition) , Hereinafter the same) and 20% by weight and stirred until completely dissolved. Subsequently, after filtering with a PP (polypropylene) filter, the absorption spectrum according to the wavelength of the well-mixed solution was measured. FIG. 3 is a visual observation of the color change of the solution before and after mixing of vanadium oxytriisopropoxide, and FIG. 4 shows the solution as a substrate using a glass having a thickness of about 20 nm, followed by wavelength. It shows the measurement result of the absorption spectrum.

참고예 1에서 바나듐 산화물의 역할은 CuSCN에 혼입되어(DOPING되어) 전하전달체 (Charge transfer complex, CT)를 형성하는 것에 있다. 이를 정성적으로 확인하는 방법은 눈으로 확인하는 법(CT 복합체 형성으로 인하여 흡수가 바뀌므로 색 변화가 있음)이나, 비슷하게 흡수 스펙트럼을 확인하여 CT 흡수로 생각되는 특성 피크가 형성되는지 확인하는 것이 있다. 따라서, 대개 색이 바뀌지 않으면 CT에 의한 흡수 피크가 없을 가능성이 있으므로 효과가 없는 경우가 있다. The role of vanadium oxide in Reference Example 1 is to be incorporated into CuSCN (DOPING) to form a charge transfer complex (CT). The method of qualitatively confirming this is a method of visually confirming (the color changes because the absorption changes due to the formation of the CT complex), or similarly, by checking the absorption spectrum to confirm whether a characteristic peak thought to be CT absorption is formed. . Therefore, there is a possibility that there is a possibility that there is no absorption peak due to CT unless the color is usually changed, so there is a case that it is not effective.

도 3의 용액의 색변화를 통하여 CuSCN과 바나듐 산화물 전구체가 CT(charge transfer) 착체를 형성함에 따른 것임을 예상할 수 있었다.It could be expected that CuSCN and the vanadium oxide precursor were formed by forming a CT (charge transfer) complex through the color change of the solution of FIG. 3.

도 4에 따르면, 약 600 nm 및 약 1500 nm에서 흡수 피크가 형성되는 것을 확인할 수 있었으며, 이는 CuSCN과 바나듐 산화물 전구체가 CT(charge transfer) 착체를 형성한다는 메커니즘이 유효함을 확인할 수 있었다. According to FIG. 4, it was confirmed that absorption peaks were formed at about 600 nm and about 1500 nm, and it was confirmed that the mechanism that the CuSCN and the vanadium oxide precursor form a CT (charge transfer) complex is effective.

비교참고예 1Comparative Reference Example 1

CuSCN 대신 Spiro-OMeTAD를 사용한 것을 제외하고는 참고예 1과 동일하게 실시하였다. 참고예 1과 달리, 바나듐 산화물 전구체를 혼합 전과 후의 색상 변화가 없음을 확인하였다.It was carried out in the same manner as in Reference Example 1, except that Spiro-OMeTAD was used instead of CuSCN. Unlike Reference Example 1, it was confirmed that there was no color change before and after mixing the vanadium oxide precursor.

<Hole only 소자 제작><Hole only device fabrication>

비교예 1:Comparative Example 1:

1) 산화 주석 인듐(ITO)이 스퍼터링된 무알칼리 유리 기판을 아세톤 및 이소프로필알콜을 사용하여 세정하였다. 1) An alkali-free glass substrate sputtered with tin indium oxide (ITO) was washed with acetone and isopropyl alcohol.

2) 정공수송층 형성 (CuSCN)2) Formation of hole transport layer (CuSCN)

CuSCN(powder)를 디에틸설파이드(98%)에 완전히 녹을 때까지 교반하였다. 이후 PP 필터로 거른 후, 잘 혼합한 용액 100 μl를 산화 주석 인듐(ITO) 상에 도포하고 5,000 rpm으로 스핀코팅한 후 50℃에서 10분 동안 열처리하였다. CuSCN (powder) was stirred until completely dissolved in diethyl sulfide (98%). After filtering with a PP filter, 100 μl of the well-mixed solution was applied onto tin indium oxide (ITO), spin-coated at 5,000 rpm, and heat-treated at 50 ° C. for 10 minutes.

3) 전극형성:3) Electrode formation:

Au를 70 nm두께로 진공증착하였다. Au was vacuum deposited to a thickness of 70 nm.

비교예 1에서 제작된 소자의 각 층간의 에너지관계를 도 6에 나타내었다. 도 6의 수치의 단위는 eV이다. The energy relationship between each layer of the device manufactured in Comparative Example 1 is shown in FIG. 6. The unit of the numerical value in FIG. 6 is eV.

비교예 2:Comparative Example 2:

1) 산화 주석 인듐(ITO)이 스퍼터링된 무알칼리 유리 기판을 아세톤 및 이소프로필알콜을 사용하여 세정하였다. 1) An alkali-free glass substrate sputtered with tin indium oxide (ITO) was washed with acetone and isopropyl alcohol.

2) 제1 정공수송층 형성 (CuSCN)2) Formation of the first hole transport layer (CuSCN)

CuSCN (powder)를 디에틸설파이드(98%)에 완전히 녹을 때까지 교반하였다. 이후 PP 필터로 거른 후,잘 혼합한 용액 100 μl를 산화 주석 인듐(ITO) 위에 도포하고 5000 rpm으로 스핀코팅한 후 50℃에서 10분 동안 열처리하였다. CuSCN (powder) was stirred in diethyl sulfide (98%) until completely dissolved. After filtering with a PP filter, 100 μl of a well-mixed solution was applied on tin indium oxide (ITO), spin-coated at 5000 rpm, and heat-treated at 50 ° C. for 10 minutes.

3) 제2 정공수송층 형성 (Spiro-OMeTAD)3) Formation of the second hole transport layer (Spiro-OMeTAD)

Spiro-OMeTAD를 클로로벤젠에 녹인 후 (농도: 80 mg/ml), Li(TFSi)의 아세토니트릴 용액 (520mg/ml) 17.5 μl와 tBP 28.5 μl를 첨가하여 잘 혼합한 용액 100 μl를 제1 정공수송층 위에 도포하고 5000 rpm으로 스핀코팅하였다. After dissolving Spiro-OMeTAD in chlorobenzene (concentration: 80 mg / ml), 17.5 μl of Li (TFSi) acetonitrile solution (520 mg / ml) and 28.5 μl of tBP were added, and 100 μl of the well-mixed solution was added to the first hole. It was applied on the transport layer and spin coated at 5000 rpm.

4) 전극형성:4) Electrode formation:

Au를 70 nm두께로 진공증착하였다. Au was vacuum deposited to a thickness of 70 nm.

비교예 2에서 제작된 소자의 각 층간의 에너지관계를 도 7에 나타내었다. 도 7의 수치의 단위는 eV이다. The energy relationship between each layer of the device manufactured in Comparative Example 2 is shown in FIG. 7. The unit of the numerical value in FIG. 7 is eV.

실험예 1Experimental Example 1

1) 산화 주석 인듐(ITO)이 스퍼터링된 무알칼리 유리 기판을 아세톤 및 이소프로필알콜을 사용하여 세정하였다. 1) An alkali-free glass substrate sputtered with tin indium oxide (ITO) was washed with acetone and isopropyl alcohol.

2) 제1 정공수송층 형성 (CuSCN): 2) First hole transport layer formation (CuSCN):

CuSCN (powder)를 디에틸설파이드(98%)에 완전히 녹을 때까지 교반하였다. 이후 PP 필터로 거른 후,잘 혼합한 용액 100 μl를 산화 주석 인듐(TIO) 위에 도포하고 5000 rpm으로 스핀코팅한 후 50℃에서 10분 동안 열처리하였다. CuSCN (powder) was stirred in diethyl sulfide (98%) until completely dissolved. After filtering with a PP filter, 100 μl of a well-mixed solution was applied onto tin indium oxide (TIO), spin-coated at 5000 rpm, and then heat-treated at 50 ° C. for 10 minutes.

3) 재2 정공수송층 형성 (p-doped CuSCN): 3) Formation of a second hole transport layer (p-doped CuSCN):

CuSCN (powder)를 디에틸설파이드(98%)에 녹인 후 (농도: 35 mg/ml) 바나듐 옥시트리이소프로폭사이드 4 μl를 혼합하여 완전히 녹을 때까지 교반하였다. 이후 PP 필터로 거른 후,잘 혼합한 용액 100 μl를 제1 정공수송층(CuSCN) 위에 도포하고 5000 rpm으로 스핀코팅하였다. 이후 열처리 온도에 따라,50℃에서 10분 동안 열처리하였다. After dissolving CuSCN (powder) in diethyl sulfide (98%) (concentration: 35 mg / ml), 4 μl of vanadium oxytriisopropoxide was mixed and stirred until completely dissolved. After filtering with a PP filter, 100 μl of the well-mixed solution was applied onto the first hole transport layer (CuSCN) and spin-coated at 5000 rpm. Then, depending on the heat treatment temperature, heat treatment was performed at 50 ° C for 10 minutes.

4) 전극형성:4) Electrode formation:

Au를 70 nm두께로 진공증착하였다. Au was vacuum deposited to a thickness of 70 nm.

실험예 1에서 제작된 소자의 각 층간의 에너지관계를 도 5에 나타내었다. 도 5의 수치의 단위는 eV이다. The energy relationship between each layer of the device fabricated in Experimental Example 1 is shown in FIG. 5. The unit of the numerical value in FIG. 5 is eV.

실험예 2Experimental Example 2

제1 및 제2 정공수송층 형성시, 열처리 조건을 100℃에서 10분 동안 수행한 것을 제외하고는, 실험예 1과 동일하게 실시하였다. When forming the first and second hole transport layers, the heat treatment conditions were performed in the same manner as in Experimental Example 1, except that the conditions were performed at 100 ° C for 10 minutes.

비교예 1 및 2와 실험예 1 및 2는 Hole only(single carrier) 소자의 제작 예로서, 소자의 전압에 따른 전류밀도를 도 8에 나타내었다. 비교예 1과 같이 CuSCN 단독층에 Au 전극을 적용한 소자 대비 실험예 1 및 2에서 100 배 이상의 전류 밀도 증가를 확인할 수 있었다. 따라서, 실험예들의 p-doped CuSCN의 금속 전극과의 전하 주입 특성은 CuSCN단독 대비 매우 우 수 한 특성을 보임을 알 수 있었다. 비교예 2와 같이 Spiro-OMeTAD (유기 정공 수송층,일반적으로 페로브스카이트에 사용하는 정공수송층)을 동일 용도로 사용한 소자에 비해서도 실험예 1 및 2에서는 10배 이상 우수한 특성을 가짐을 확인할 수 있었다. Comparative Examples 1 and 2 and Experimental Examples 1 and 2 are examples of fabrication of a hole only (single carrier) device, and the current density according to the voltage of the device is shown in FIG. 8. As in Comparative Example 1, the current density increase of 100 times or more was confirmed in Experimental Examples 1 and 2 compared to the device in which the Au electrode was applied to the CuSCN monolayer. Therefore, it was found that the charge injection characteristics of the p-doped CuSCN of the experimental examples with the metal electrode showed a very superior characteristic compared to the CuSCN alone. As in Comparative Example 2, it was confirmed that Experimental Examples 1 and 2 had more than 10 times better properties than the device using Spiro-OMeTAD (organic hole transport layer, hole transport layer generally used for perovskite) for the same purpose. .

<태양전지 소자 제작><Solar cell device fabrication>

비교예 3: Comparative Example 3:

1) 산화 주석 인듐(ITO)이 스퍼터링된 무알칼리 유리 기판을 아세톤 및 이소프로필알콜을 사용하여 세정하였다. 1) An alkali-free glass substrate sputtered with tin indium oxide (ITO) was washed with acetone and isopropyl alcohol.

2) 전자수송층 형성:2) Formation of electron transport layer:

SnCl. 전구체(0.1M) 용액 250 μl를 2,000 rpm의 속도로 스핀 코팅한 후 200℃에서 1시간 동안 열처리하였다. SnCl. 250 μl of the precursor (0.1M) solution was spin-coated at a rate of 2,000 rpm, followed by heat treatment at 200 ° C. for 1 hour.

3) 페로브스카이트층 형성:3) Formation of perovskite layer:

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 상기 페로브스카이트 전구체 대비 0.05wt%의 불소계 계면활성제(3M社,FC-4430)를 디메틸포름아미드(dimethylforrmarmide)에 녹인 용액을 5,000 rpm으로 스핀 코팅한 후 150℃에서 30분간 열처리하였다. Perovskite precursor ((HC (NH2) 2) x (CH3NH3) yCs1-x-yPbIzBr3-z (0 <x <1, 0 <y <1, 0.8 <x + y <1, 0 <z <3 )) And the solution in which 0.05 wt% of a fluorine-based surfactant (3M, FC-4430) was dissolved in dimethylformamide (dimethylforrmarmide) compared to the perovskite precursor was spin-coated at 5,000 rpm, and then heat-treated at 150 ° C for 30 minutes. .

4) 정공수송층 형성 (CuSCN)4) Formation of hole transport layer (CuSCN)

C니SCN (powder)를 디에틸설파이드(98%)에 완전히 녹을 때까지 교반하였다. 이후 PP 필터로 잘 혼합한 용액 100 μl을 페로브스카이트 층위에 도포하고 5,000 rpm으로 스핀코팅한 후 50℃에서 10분 동안 열처리 하였다. The CNSCN (powder) was stirred in diethyl sulfide (98%) until completely dissolved. Thereafter, 100 μl of the well-mixed solution with a PP filter was applied on the perovskite layer, spin-coated at 5,000 rpm, and heat-treated at 50 ° C. for 10 minutes.

5) 전극형성:5) Electrode formation:

Au를 70 nm두께로 진공증착하였다. Au was vacuum deposited to a thickness of 70 nm.

비교예 3에서 제작된 소자의 각 층간의 에너지관계를 도 10에 나타내었다. 도 10의 수치의 단위는 eV이다. The energy relationship between each layer of the device manufactured in Comparative Example 3 is shown in FIG. 10. The unit of the numerical value in FIG. 10 is eV.

실험예 3:Experimental Example 3:

1) 산화 주석 인듐(ITO)이 스퍼터링된 무알칼리 유리 기판을 아세톤 및 이소프로필알콜을 사용하여 세정하였다. 1) An alkali-free glass substrate sputtered with tin indium oxide (ITO) was washed with acetone and isopropyl alcohol.

2) 전자수송층 형성:2) Formation of electron transport layer:

SnCl. 전구체(0.1M) 용액 250 μl를 2,000 rpm의 속도로 스핀 코팅한 후 200℃에서 1시간 동안 열처리하였다. SnCl. 250 μl of the precursor (0.1M) solution was spin-coated at a rate of 2,000 rpm, followed by heat treatment at 200 ° C. for 1 hour.

3) 페로브스카이트층 형성:3) Formation of perovskite layer:

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 상기 페로브스카이트 전구체 대비 0.05wt%의 불소계 계면활성제(3M社,FC-4430)를 디메틸포름아미드 (dimethylforrmarmide)에 녹인 용액을 5,000 rpm으로 스핀 코팅한 후 150℃에서 30분간 열처리하였다. Perovskite precursor ((HC (NH2) 2) x (CH3NH3) yCs1-x-yPbIzBr3-z (0 <x <1, 0 <y <1, 0.8 <x + y <1, 0 <z <3 )) And the solution in which 0.05 wt% of a fluorine-based surfactant (3M, FC-4430) was dissolved in dimethylformamide (dimethylforrmarmide) compared to the perovskite precursor was spin-coated at 5,000 rpm, and then heat-treated at 150 ° C for 30 minutes. .

4) 정공수송층 형성 (p-doped CuSCN)4) Formation of hole transport layer (p-doped CuSCN)

CuSCN (powder)를 디에틸설파이드(98%)에 녹인 후 (농도: 35 mg/ml) 바나듐 옥시트리이소프로폭사이드 4 μl를 혼합하여 완전히 녹을 때까지 교반하였다. 이후 PP 필터로 거른 후 잘 혼합한 용액 100 μl를 페로브스카이트 층위에 도포하고 5,000 rpm으로 스핀코팅하여 박막을 형성한 후,50℃에서 10분 간 열처리하였다.After dissolving CuSCN (powder) in diethyl sulfide (98%) (concentration: 35 mg / ml), 4 μl of vanadium oxytriisopropoxide was mixed and stirred until completely dissolved. After filtering with a PP filter, 100 μl of the well-mixed solution was applied on a perovskite layer and spin-coated at 5,000 rpm to form a thin film, followed by heat treatment at 50 ° C. for 10 minutes.

6) 전극형성:6) Electrode formation:

Au를 70 nm두께로 진공증착하였다. Au was vacuum deposited to a thickness of 70 nm.

실험예 3에서 제작된 소자의 각 층간의 에너지관계를 도 9에 나타내었다. 도 9의 수치의 단위는 eV이다. The energy relationship between each layer of the device fabricated in Experimental Example 3 is shown in FIG. 9. The unit of the numerical value in FIG. 9 is eV.

비교예 3 및 실험예 3의 소자의 특성을 하기 표 1 및 도 11에 나타내었다.The properties of the devices of Comparative Example 3 and Experimental Example 3 are shown in Table 1 and FIG. 11 below.

단락전류 (Jsc)
(mA/cm2)
Short circuit current (Jsc)
(mA / cm 2 )
개방전압 (Voc)
(V)
Open voltage (Voc)
(V)
충진률 (FF)
(%)
Filling rate (FF)
(%)
효율(η)
(%)
Efficiency (η)
(%)
비교예 3Comparative Example 3 18.118.1 1.041.04 57.357.3 10.810.8 실험예 3Experimental Example 3 20.420.4 1.031.03 68.768.7 14.414.4

비교예 3에 비하여 실험예 3에서 단락전류, 개방전압, 충진률, 효율 및 전류 밀도 특성이 현저히 우수함을 확인할 수 있었다. In Comparative Example 3, it was confirmed that the short-circuit current, open voltage, filling rate, efficiency, and current density characteristics were significantly superior to Comparative Example 3.

<표 1 및 도 11의 측정 방법><Measurement method of Table 1 and FIG. 11>

일반적인 태양광 측정 시스템을 사용하여 비교예 및 실험예의 태양전지 성능을 측정하였다. 먼저 AAA 등급의 태양광모사기 (Solar Simulator)의 전원을 켜고 광원 안정화를 위하여 30분간 그대로 방치하였다. 이후 Calibration된 표준셀로 1 sun (100 mW/cm2)에 해당하는 출력이 나오도록 광량 조절을 한 후, 컴퓨터가 연결된 Source Measure Unit (Keithly 2420)에 실험 샘플을 측정 Jig와 연결 후 태양광 모사기에 위치하여 측정을 하였다. 측정 조건은 전압범위 0 ~ 1.2V, 스캔속도 100 msec로 100개의 데이터 포인트로 설정하였다. The solar cell performance of the comparative example and the experimental example was measured using a general solar measurement system. First, the AAA grade solar simulator was turned on and left for 30 minutes to stabilize the light source. After adjusting the light intensity to output 1 sun (100 mW / cm 2 ) as a calibrated standard cell, measure the experimental sample in the Source Measure Unit (Keithly 2420) to which the computer is connected, connect the Jig with a solar simulator It was placed in and measured. The measurement conditions were set to 100 data points with a voltage range of 0 to 1.2 V and a scan speed of 100 msec.

상기 구성에서 얻어진 전압-전류 데이터로부터 표 1에 표시된 값을 얻어 효율을 계산하였다. 상기 표 1에서 VOC는 개방전압을, JSC는 단락전류를, FF는 충전율(Fill factor)을, η는 에너지 변환 효율을 의미한다. 개방전압과 단락전류는 각각 전압-전류 밀도 곡선의 4사분면에서 X축과 Y축 절편이며, 이 두 값이 높을수록 태양 전지의 효율은 바람직하게 높아진다. 또한 충전율(Fill factor)은 곡선 내부에 그릴 수 있는 직사각형의 넓이를 단락전류와 개방전압의 곱으로 나눈 값이다. 에너지 변환 효율(η)은 상기 개방전압(Voc), 단락전류(Jsc) 및 충전율(FF)의 곱을 입사된 빛의 세기(Pin)로 나누면 구할 수 있으며, 이 값이 높을수록 바람직하다.Efficiency was calculated by obtaining the values shown in Table 1 from the voltage-current data obtained in the above configuration. In Table 1, V OC is an open voltage, J SC is a short-circuit current, FF is a fill factor, and η is an energy conversion efficiency. The open voltage and short-circuit current 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 area of the rectangle that can be drawn inside the curve by the product of the short-circuit current and the open voltage. The energy conversion efficiency (η) can be obtained by dividing the product of the open voltage (Voc), short-circuit current (Jsc), and charging rate (FF) by the intensity of the incident light (Pin), and the higher the value, the more preferable.

Figure pat00001
Figure pat00001

10: 제1 전극
20: 광흡수층
30: 정공수송층
40: 제2 전극
50: 전자수송층
10: first electrode
20: light absorbing layer
30: hole transport layer
40: second electrode
50: electron transport layer

Claims (16)

Cu계 정공수송물질; 및 바나듐 산화물 전구체, 몰리브덴 산화물 전구체 및 텅스텐 산화물 전구체 중 적어도 하나의 금속산화물 전구체를 포함하는 유-무기 복합 태양전지용 정공수송층 형성용 조성물. Cu-based hole transport material; And a metal oxide precursor of at least one of a vanadium oxide precursor, a molybdenum oxide precursor, and a tungsten oxide precursor. 청구항 1에 있어서, 상기 금속산화물 전구체의 함량은 상기 Cu계 정공수송물질 100 중량부 대비 1 중량부 내지 60 중량부인 것인 유-무기 복합 태양전지용 정공수송층 형성용 조성물. The composition for forming a hole transport layer for an organic-inorganic composite solar cell according to claim 1, wherein the content of the metal oxide precursor is 1 part by weight to 60 parts by weight compared to 100 parts by weight of the Cu-based hole transport material. 청구항 1에 있어서, 상기 Cu계 정공수송물질은 CuSCN, Cu 할로겐화물 및 Cu 첨가 산화물 중에서 선택되는 것을 포함하는 것인 유-무기 복합 태양전지용 정공수송층 형성용 조성물.The method according to claim 1, The Cu-based hole transport material is a composition for forming a hole transport layer for an organic-inorganic composite solar cell comprising one selected from CuSCN, Cu halide, and Cu-added oxide. 청구항 3에 있어서, 상기 Cu계 정공수송물질은 CuSCN, CuI, CuBr, 및 Cu:NiO (Cu doped NiO) 중에서 선택되는 것을 포함하는 것인 유-무기 복합 태양전지용 정공수송층 형성용 조성물.The composition for forming a hole transport layer for an organic-inorganic composite solar cell according to claim 3, wherein the Cu-based hole transport material comprises one selected from CuSCN, CuI, CuBr, and Cu: NiO (Cu doped NiO). 청구항 1에 있어서, 상기 금속산화물 전구체는 바나듐(V) 옥시트리에톡사이드, 바나듐(V) 옥시클로라이드, 바나듐(V) 옥시트리프로폭사이드, 바나듐(V) 옥시트리이소프로폭사이드, Mo(V) 에톡사이드, Mo(VI) 옥사이드 비스(2,4-펜탄디오네이트), W(V) 에톡사이드, W(VI) 옥시클로라이드, 및 W(VI) 디클로라이드 디옥사이드(WO2Cl2)로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것인 유-무기 복합 태양전지용 정공수송층 형성용 조성물.The method according to claim 1, The metal oxide precursor is vanadium (V) oxytriethoxide, vanadium (V) oxychloride, vanadium (V) oxytripropoxide, vanadium (V) oxytriisopropoxide, Mo ( V) with ethoxide, Mo (VI) oxide bis (2,4-pentanedionate), W (V) ethoxide, W (VI) oxychloride, and W (VI) dichloride dioxide (WO 2 Cl 2 ) A composition for forming a hole transport layer for an organic-inorganic composite solar cell, comprising one selected from the group consisting of. 청구항 1에 있어서, 상기 조성물은 상기 Cu계 정공수송물질 및 상기 금속산화물 전구체가 용해되는 용매를 더 포함하는 것인 유-무기 복합 태양전지용 정공수송층 형성용 조성물.The composition according to claim 1, wherein the composition further comprises a solvent in which the Cu-based hole transport material and the metal oxide precursor are dissolved. 제1 전극을 준비하는 단계;
상기 제1 전극 상에 페로브스카이트 구조의 화합물을 포함하는 광흡수층을 형성하는 단계; 및
상기 광흡수층 상에 제2 전극을 형성하는 단계
를 포함하는 유-무기 복합 태양전지의 제조방법에 있어서,
상기 제1 전극과 상기 광흡수층 사이, 또는 상기 제2 전극과 상기 광흡수층 사이에 청구항 1 내지 6 중 한 항에 따른 조성물을 이용하여 정공수송층을 형성하는 단계를 더 포함하는 유-무기 복합 태양전지의 제조방법.
Preparing a first electrode;
Forming a light absorbing layer comprising a perovskite compound on the first electrode; And
Forming a second electrode on the light absorbing layer
In the method of manufacturing an organic-inorganic composite solar cell comprising a,
An organic-inorganic composite solar cell further comprising forming a hole transport layer between the first electrode and the light absorbing layer, or between the second electrode and the light absorbing layer using the composition according to claim 1. Method of manufacturing.
청구항 7에 있어서, 상기 정공수송층을 형성하는 단계는 150℃ 이하에서의 용액 공정에 의하여 수행되는 것인 유-무기 복합 태양전지의 제조방법.The method of claim 7, wherein the step of forming the hole transport layer is performed by a solution process at 150 ° C. or less. 청구항 7에 있어서, 상기 정공수송층을 형성하는 단계는 상기 광흡수층을 형성하는 단계 이후, 상기 광흡수층 상에 상기 조성물을 용액 공정에 의하여 도포하고, 150℃ 이하에서 열처리 함으로써 수행하는 것인 유-무기 복합 태양전지의 제조방법.The method according to claim 7, The step of forming the hole transport layer is after the step of forming the light-absorbing layer, the composition is applied to the light-absorbing layer by a solution process, and is performed by heat treatment at 150 ℃ or less-organic-inorganic Method of manufacturing a composite solar cell. 제1 전극; 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비되고, 페로브스카이트 구조의 화합물을 포함하는 광흡수층을 포함하는 유-무기 복합 태양전지로서, 상기 제1 전극과 상기 광흡수층 사이, 또는 상기 제2 전극과 상기 광흡수층 사이에 구비된 정공수송층을 더 포함하고, 상기 정공수송층은 Cu계 정공수송물질; 및 바나듐 산화물, 몰리브덴 산화물 및 텅스텐 산화물 중 적어도 하나의 금속산화물을 포함하는 것인 유-무기 복합 태양전지.A first electrode; A second electrode; And a light absorbing layer provided between the first electrode and the second electrode and comprising a compound of perovskite structure, between the first electrode and the light absorbing layer, or Further comprising a hole transport layer provided between the second electrode and the light absorbing layer, the hole transport layer is a Cu-based hole transport material; And a metal oxide of at least one of vanadium oxide, molybdenum oxide, and tungsten oxide. 청구항 10에 있어서, 상기 정공수송층 중의 상기 금속산화물의 함량은 상기 Cu계 정공수송물질 100 중량부 대비 1 중량부 내지 60 중량부인 것인 유-무기 복합 태양전지. The organic-inorganic composite solar cell of claim 10, wherein the content of the metal oxide in the hole transport layer is 1 part by weight to 60 parts by weight compared to 100 parts by weight of the Cu-based hole transport material. 청구항 10에 있어서, 상기 정공수송층은 150℃ 이하에서의 용액 공정에 의하여 형성된 것인 유-무기 복합 태양전지.The organic-inorganic composite solar cell of claim 10, wherein the hole transport layer is formed by a solution process at 150 ° C or less. 청구항 10에 있어서, 상기 정공수송층은 약 600 nm 및 약 1500 nm에서 흡수 피크를 갖는 것인 유-무기 복합 태양전지.The organic-inorganic composite solar cell of claim 10, wherein the hole transport layer has an absorption peak at about 600 nm and about 1500 nm. 청구항 10에 있어서, 상기 Cu계 정공수송물질은 CuSCN, Cu 할로겐화물 및 Cu 첨가 산화물 중에서 선택되는 것을 포함하는 것인 유-무기 복합 태양전지.The organic-inorganic composite solar cell of claim 10, wherein the Cu-based hole transport material comprises one selected from CuSCN, Cu halide, and Cu-added oxide. 청구항 14에 있어서, 상기 Cu계 정공수송물질은 CuSCN, CuI, CuBr, 및 Cu:NiO (Cu doped NiO) 중에서 선택되는 것을 포함하는 것인 유-무기 복합 태양전지.15. The organic-inorganic composite solar cell of claim 14, wherein the Cu-based hole transport material comprises one selected from CuSCN, CuI, CuBr, and Cu: NiO (Cu doped NiO). 청구항 10에 있어서, 상기 금속산화물은 바나듐(V) 산화물, Mo(V) 산화물, Mo(VI) 산화물, W(V) 산화물 및 W(VI) 산화물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것인 유-무기 복합 태양전지. The method according to claim 10, wherein the metal oxide is vanadium (V) oxide, Mo (V) oxide, Mo (VI) oxide, W (V) oxide and W (VI) oxide, including those selected from the group consisting of -Inorganic composite solar cell.
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