KR20220092089A - 페로브스카이트 광전 변환 소자 제조방법, 이를 통해 제조된 페로브스카이트광전변환 소자, 및 이를 포함하는 태양전지 - Google Patents

페로브스카이트 광전 변환 소자 제조방법, 이를 통해 제조된 페로브스카이트광전변환 소자, 및 이를 포함하는 태양전지 Download PDF

Info

Publication number
KR20220092089A
KR20220092089A KR1020200183495A KR20200183495A KR20220092089A KR 20220092089 A KR20220092089 A KR 20220092089A KR 1020200183495 A KR1020200183495 A KR 1020200183495A KR 20200183495 A KR20200183495 A KR 20200183495A KR 20220092089 A KR20220092089 A KR 20220092089A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
perovskite
layer
photoelectric conversion
transport layer
wavelength
Prior art date
Application number
KR1020200183495A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102647777B1 (ko
Inventor
최인택
Original Assignee
한화솔루션 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한화솔루션 주식회사 filed Critical 한화솔루션 주식회사
Priority to KR1020200183495A priority Critical patent/KR102647777B1/ko
Publication of KR20220092089A publication Critical patent/KR20220092089A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102647777B1 publication Critical patent/KR102647777B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/10—Deposition of organic active material
    • H10K71/12—Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating
    • H01L51/0003—
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
    • H01L31/072—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN heterojunction type
    • H01L31/0725—Multiple junction or tandem solar cells
    • H01L51/0032—
    • H01L51/422—
    • H01L51/44—
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/10—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation comprising heterojunctions between organic semiconductors and inorganic semiconductors
    • H10K30/15—Sensitised wide-bandgap semiconductor devices, e.g. dye-sensitised TiO2
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/80—Constructional details
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H01L2251/303—
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2102/00—Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 광전 변환 소자에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 페로브스카이트 광전 변환 소자 제조방법, 이를 통해 제조된 페로브스카이트광전변환 소자, 및 이를 포함하는 태양전지에 관한 것이다.

Description

페로브스카이트 광전 변환 소자 제조방법, 이를 통해 제조된 페로브스카이트광전변환 소자, 및 이를 포함하는 태양전지{Method for manufacturing perovskites photovoltaic cell, perovskites photovoltaic cell manufactured therefrom, and solar cell comprising the same}
본 발명은 광전 변환 소자에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 페로브스카이트 광전 변환 소자 제조방법, 이를 통해 제조된 페로브스카이트광전변환 소자, 및 이를 포함하는 태양전지에 관한 것이다.
태양전지(solar cell)는 태양에너지를 전기에너지로 변환하는 것으로서, 태양에너지를 흡수하여 전자와 전공을 발생하는 광기전 효과를 이용하여 전기에너지를 생성한다.
이러한 태양전지는 다양한 방식이 제안되고 있으며, 그 중 칼슘 티타늄 옥사이트(CaTiO3)와 동일한 결정구조를 갖는 물질로 알려진 페로브스카이트(perovskite) 물질을 광흡수층으로 이용한 태양전지가 각광을 받고 있다.
페로브스카이트 태양전지는 실리콘 웨이퍼 기반 기술과 박막 기술이 결합된 3세대 태양전지로서, 다른 방식의 태양전지와 비교할 때 높은 흡수 계수, 가변 대역 갭, 빠른 속도로 증가하는 특성 등을 갖는다. 또한, 페로브스카이트 태양전지는 실리콘 태양전지에 비하여 가격, 강성, 무게 및 효율의 상승면에서 뛰어나다.
한편, 태양전지에 구비되는 페로브스카이트는 일반적으로 3차원 결정구조를 가지며, 이러한 결정구조의 페로브스카이트는 광흡수층으로 사용된다. 또한, 태양전지는 3차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트 광흡수층 양면에 전자수송층과 정공수송층이 배치된 구조가 일반적이다.
상기 전자수송층과 정공수송층은 유기 또는 무기물질로 제조되며, 무기물질의 일예로 금속산화물이 널리 채용되고 있다. 그러나 금속산화물인 전자수송층 또는 정공수송층과 3차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트 광흡수층 간의 계면은 두 재질 간 상용성 부족에 따라서 금속산화물층 표면 전체를 3차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트 층이 온전히 덮지 못하는 제조공정에서의 표면 커버리지 문제나 계면특성이 좋지 못하고, 계면에서 분리가 쉽게 발생하여 종국적으로 태양전지의 효율과 내구성이 저하되는 문제점이 있다.
등록특허공보 제10-1561284호
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 페로브스카이트 광흡수층과 정공수송층 및/또는 전자수송층 간의 계면특성을 향상시켜서 보다 우수한 광전변환 효율 및 내구성을 갖도록 설계된 페로브스카이트 광전 변환 소자 제조방법 및 이를 통해 제조된 페로브스카이트 광전 변환 소자를 제공하는 것에 목적이 있다.
또한, 본 발명은 우수한 광전변환 효율 및 내구성을 갖도록 설계된 본 발명에 따른 페로브스카이트 광전 변환 소자를 이용한 태양전지를 제공하는데 다른 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 (1) 제1전극 상에 제1금속산화물층인 전자수송층 또는 정공수송층을 형성시키는 단계, (2) 상기 제1금속산화물층 상에 하기 화학식1로 표시되는 화합물을 함유한 용액을 처리하여 2차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트를 구비한 제1다기능층을 형성시키는 단계, (3) 상기 제1다기능층 상에 페로브스카이트 전구체 용액을 처리하여 3차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트를 구비한 광흡수층을 형성시키는 단계, (4) 상기 광흡수층 상에 정공수송층 또는 전자수송층을 형성시키는 단계 및 (5) 상기 정공수송층 또는 전자수송층 상에 제2전극을 형성시키는 단계를 포함하는 페로브스카이트 광전 변환 소자 제조방법을 제공한다.
[화학식 1]
[AB][X]
여기서 [AB]는 1가 유기 양이온이고, X는 1가 음이온이며,
A는 -PO(OH)2, -CO(OH),
Figure pat00001
또는 -Si(OH)2 이고, B는 -(R1R2R3R4N) 또는 -(R7R8N=CH-NR9R10)이며, 여기서 R1은 C1 ~ C20인 치환 또는 비치환의 알킬렌, C6 ~ C20인 치환 또는 비치환의 아릴렌, 또는 R5R6이고, 여기서 R5는 C1 ~ C20인 치환 또는 비치환의 알킬렌, 또는 C6 ~ C20인 치환 또는 비치환의 아릴렌이며, R6는 C6 ~ C20인 치환 또는 비치환의 아릴렌, 또는 C1 ~ C20인 치환 또는 비치환의 알킬렌이고, R2, R3, R4는 각각 독립적으로 수소 또는 C1 ~ C20인 치환 또는 비치환의 알킬렌, C6 ~ C20인 치환 또는 비치환의 아릴렌이며, R7은 C1 ~ C20인 치환 또는 비치환의 알킬렌, C6 ~ C20인 치환 또는 비치환의 아릴렌, 또는 R11R12이고, 여기서 R11은 C1 ~ C20인 치환 또는 비치환의 알킬렌, 또는 C6 ~ C20인 치환 또는 비치환의 아릴렌이며, R12는 C6 ~ C20인 치환 또는 비치환의 아릴렌, 또는 C1 ~ C20인 치환 또는 비치환의 알킬렌이고, R8, R9 및 R10은 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1-C20 알킬, 또는 치환 또는 비치환된 아릴이며, X는 I-, Br-, Cl- 및 F- 중 어느 하나의 할로겐 음이온 또는 SCN- 음이온이다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 (2) 단계에서 화학식 1로 표시되는 화합물을 함유한 용액을 처리 시 상기 화학식1로 표시되는 화합물은 상기 제1금속산화물층에 흡착될 수 있다.
또한, 상기 3차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식2]
[L][M][N]3
여기서, 여기서, L은 1가의 유기 양이온, 1가의 금속 양이온 또는 이들이 혼합된 1가의 양이온이고, M은 2가의 금속 양이온이고, N은 적어도 하나의 음이온이다.
또한, (3) 단계와 (4) 단계 사이에 3차원 결정구조의 페로브스카이트의 표면 결함을 제거시키기 위한 2차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트층을 형성시키는 단계 및 패시베이션층을 형성시키는 단계 중 어느 하나 이상의 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 제1전극, 상기 제1전극 상에 형성된 제1금속산화물층인 전자수송층 또는 정공수송층, 상기 제1금속산화물층 상에 형성된 2차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트를 구비한 제1다기능층, 상기 제1다기능층 상에 형성된 3차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트를 구비한 광흡수층, 상기 광흡수층 상에 형성된 정공수송층 또는 전자수송층, 및 상기 정공수송층 또는 전자수송층 상에 형성된 제2전극을 포함하며, 파장별 광발광(PL) 스펙트럼 에서 최대 강도 를 갖는 제1파장을 기준으로 광발광(PL)이 발생되는 최단파장인 제2파장에서 제1파장까지의 파장범위가 광발광이 발생되는 최장파장인 제3파장에서 제1파장까지의 파장범위보다 더 크게 형성된 페로브스카이트 광전 변환 소자를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 제2파장에서 제1파장까지의 파장범위는 제3파장에서 제1파장까지의 파장범위의 60%를 초과하는 더 넓은 파장범위를 가질 수 있다.
또한, 본 발명은 제1전극, 상기 제1전극 상에 형성된 제1금속산화물층인 전자수송층 또는 정공수송층, 상기 제1금속산화물층 상에 형성된 2차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트를 구비한 제1다기능층, 상기 제1다기능층 상에 형성된 3차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트를 구비한 광흡수층, 상기 광흡수층 상에 형성된 정공수송층 또는 전자수송층 및 상기 정공수송층 또는 전자수송층 상에 형성된 제2전극을 포함하며, 600㎚ 파장의 광발광(photoluminescence)이 발생되는 페로브스카이트 광전 변환 소자를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 3차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트는 400 ~ 600㎚ 파장에서 광발광이 발생되는 페로브스카이트일 수 있다.
또한, 상기 2차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트는 제1금속산화물층에 흡착된 상태일 수 있다.
또한, 상기 제1금속산화물층은 Ni, V, Mo, Cu, Ti, Sn, Zn, Nb, Ta, W, In, Ga, Nd, Pb 및 Cd로 이루어진 군에서 선택된 1종 금속을 함유하는 금속산화물, 또는 적어도 2종의 이들 금속산화물을 포함할 수 있다.
또한, 상기 광흡수층 상에 3차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트 표면 결함의 제거를 위해서 2차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트층을 더 구비할 수 있다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 페로브스카이트 광전 변환 소자를 포함하는 페로브스카이트 태양전지를 제공한다.
또한, 본 발명은 실리콘 광전 변환 소자, 및 상기 실리콘 광전 변환 소자 상부에 배치되는 본 발명에 따른 페로브스카이트 광전 변화 소자를 포함하는 실리콘-페로브스카이트 탠덤 태양전지를 제공한다.
본 발명에 의한 페로브스카이트 광전 변화 소자 제조방법은 용액공정을 통해서 제조하기 어려운 페로브스카이트 적층구조를 구현시키며, 이를 통해서 페로브스카이트 광흡수층에 인접하는 금속산화물로 형성된 정공수송층이나 전자수송층 간의 계면 특성이 개선됨에 따라서 우수한 광전변환 효율 및 장기 안정성을 갖는 광전 변환 소자를 구현할 수 있다. 더불어 종래 3차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트 광흡수층을 채용한 광전 변환 소자에 대비해서 단파장쪽으로 더욱 넓어진 밴드갭을 갖는 광전 변환 소자를 구현할 수 있음에 따라서 태양전지에 널리 응용될 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 페로브스카이트 광전 변환 소자의 단면모식도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 실리콘-페로브스카이트 탠덤 태양전지의 단면모식도이다.
도 5 및 도 6은 실시예1 및 비교예1에 따른 페로브스카이트 광전 변환 소자의 파장별 광흡수 스펙트럼 및 PL 스펙트럼이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 페로브스카이트 광전 변환 소자에서 제1금속산화물층인 전자수송층 또는 정공수송층과 화학식1로 표시되는 화합물의 앵커링 그룹 간 이좌결합 또는 삼좌결합을 표현한 모식도이다.
도 8은 PL 스펙트럼에서 최대 강도, 제1파장, 제2파장 및 제3파장을 설명하기 위한 예시 스펙트럼이다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 페로브스카이트 광전 변환 소자(100)는 제1전극(10), 상기 제1전극(10) 상에 형성된 제1금속산화물층인 전자수송층 또는 정공수송층(20), 상기 제1금속산화물층 상에 형성된 2차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트를 구비한 제1다기능층(30), 상기 제1다기능층(30) 상에 형성된 3차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트를 구비한 광흡수층(40), 상기 광흡수층(40) 상에 형성된 정공수송층 또는 전자수송층(50), 및 상기 정공수송층 또는 전자수송층(50) 상에 형성된 제2전극(60)을 포함하여 구현된다.
이와 같은 구조의 페로브스카이트 광전 변환 소자(100)는 이하의 제조방법을 통해서 형성되나 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 의한 페로브스카이트 광전 변환 소자(100)는 (1) 제1전극(10) 상에 제1금속산화물층인 전자수송층 또는 정공수송층(20)을 형성시키는 단계, (2) 상기 제1금속산화물층 상에 하기 화학식1로 표시되는 화합물을 함유한 용액을 처리하여 2차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트를 구비한 제1다기능층(30)을 형성시키는 단계, (3) 상기 제1다기능층(30) 상에 페로브스카이트 전구체 용액을 처리하여 3차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트를 구비한 광흡수층(40)을 형성시키는 단계, (4) 상기 광흡수층(40) 상에 정공수송층 또는 전자수송층(50)을 형성시키는 단계, 및 (5) 상기 정공수송층 또는 전자수송층(50) 상에 제2전극(60)을 형성시키는 단계를 포함하여 제조될 수 있다.
먼저 본 발명의 (1) 단계로써, 제1전극(10) 상에 제1금속산화물층인 전자수송층 또는 정공수송층(20)을 형성시키는 단계를 수행한다.
상기 제1전극(10)은 태양전지에 통상적으로 사용되는 투명전극의 경우 제한 없이 사용될 수 있다. 이에 대한 비제한적인 예로써, ITO(Induim Tin Oxide), FTO(Fluorine doped Tin Oxide), ATO (Sb2O3 doped Tin Oxide), GTO(Gallium doped Tin Oxide), ZTO(tin doped zinc oxide), ZTO:Ga(gallium doped ZTO), IGZO(Indium gallium zinc oxide, IZO(Indium doped zinc oxide) 및/또는 AZO(Aluminum doped zinc oxide) 등을 포함할 수 있다. 상기 제1전극의 두께, 길이, 폭은 태양전지에 사용되는 통상적인 투명전극 두께, 길이, 폭일 수 있고, 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.
상기 제1전극(10)은 기판 상에 형성된 것일 수 있다. 상기 기판은 지지체로서, 리지드하거나 플렉서블 기판일 수 있다. 또한, 상기 기판은 당업계에서 사용하는 공지된 기판을 사용할 수 있고, 이에 대한 일예로, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에테르술폰, 방향족 폴리에스테르, 또는 폴리이미드 등의 소재로 제조된 투명 플라스틱 기판, 유리 기판, 석영 기판, 실리콘 기판 등을 사용할 수 있다. 상기 기판의 두께는 태양전지에 사용되는 통상적인 기판의 두께일 수 있고, 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.
상기 제1전극(10) 상에 제1금속산화물층인 전자수송층 또는 정공수송층 (20)이 형성되며, 제1금속산화물층이 전자수송층(20)일 경우 후술하는 광흡수층(40) 상에 구비되는 층은 정공수송층(50)이며, 제1금속산화물층이 정공수송층(20)일 경우 광흡수층(40) 상에 구비되는 층은 전자수송층(50)이다.
상기 제1금속산화물층은 정공수송층 또는 전자수송층으로 사용되는 공지된 금속산화물층이 구비될 수 있다. 이에 대한 일예로 정공수송층일 경우 제1금속산화물층은Ni, V, Cu 및 Mo 로 이루어진 군에서 선택된 1종 금속을 함유하는 금속산화물, 또는 적어도 2종의 이들 금속산화물을 포함할 수 있다.
또는 전자수송층일 경우 제1금속산화물층은 Ti, Sn, Zn, Nb, Ta, W, In, Ga, Nd, Pb 및 Cd로 이루어진 군에서 선택된 1종 금속을 함유하는 금속산화물, 또는 적어도 2종의 이들 금속산화물을 포함할 수 있다.
상기 제1금속산화물층은 통상적인 방법으로 형성될 수 있으며, 일예로 증착 또는 금속산화물 나노입자를 포함하는 페이스트를 제1전극 상에 처리 후 열처리를 통해 형성될 수 있다. 이때, 상기 페이스트를 제1전극 상에 처리하는 방법은 통상적인 코팅방법에 의할 수 있고, 일예로 스핀 코팅(spin coating), 딥 코팅(dip coating) 및 스프레이 코팅(spray coating) 중 어느 하나의 방법일 수 있다.
제1금속산화물층의 두께는 제1금속산화물층의 재질, 제1금속산화물층이 정공수송층인지 또는 전자수송층인지에 따라서 달라질 수 있고, 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.
다음으로 본 발명에 따른 (2) 단계로써 상기 제1금속산화물층 상에 하기 화학식1로 표시되는 화합물을 함유한 용액을 처리하여 2차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트를 구비한 제1다기능층(30)을 형성시키는 단계를 수행한다.
통상적인 페로브스카이트 광전 변환 소자의 경우 상술한 (1) 단계 이후에 광흡수층인 3차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트층을 형성시키는 것이 일반적이다. 상기 3차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트층은 이를 페로브스카이트 전구체를 함유한 용액을 처리해 형성되는데, 이때 상기 용액이 처리되는 면이 금속산화물인 경우 상기 용액이 목적하는 대로 금속산화물층 상을 충분히 덮지 못하는 표면 커버리지 문제나 형성된 페로브스카이트층과 금속산화물층 간 계면특성이 좋지 못해 태양전지의 효율이 저하되거나 및/또는 계면에서 분리가 쉽게 발생하여 종국적으로 태양전지의 효율, 장기 안정성, 내구성이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 이를 방지하기 위해서 금속산화물층인 정공수송층이나 전자수송층 상에 2차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트층인 제1다기능층(30)을 형성시키며, 이를 통해 금속산화물층과 광흡수층인 페로브스카이트층 간 계면특성과 계면 연결성을 증가시켜서 내구성, 장기 안정성이 개선되고, 보다 개선된 광전 변환 효율을 달성할 수 있다.
이에 대해 도 5 및 도 6을 참조하여 설명하면, 도 5에서 확인되는 것과 같이 제1다기능층이 구비된 실시예1의 광전 변환 소자와 제1다기능층을 구비하지 않은 비교예1의 광전 변환 소자 간에 광흡수영역이 거의 동일하다는 것을 확인할 수 있다. 그러나 도 6과 같이 제1다기능층의 유무에 따라서 실시예1의 광전 변환 소자는 비교예1의 광전 변환 소자에 대비해 광흡수층의 밴드갭이 더욱 커지는 효과가 있으며, 구체적으로 실시예1의 광전 변환 소자는 600㎚ 파장에서도 광발광이 발생하나, 비교예1의 광전 변환 소자는 광발광 파장이 650㎚를 초과하는 것을 알 수 있다. 또한, 실시예1의 광전 변화 소자는 비교예1의 광전 변화 소자에 대비해 우수한 태양전지 효율을 발현하는데(표 1 참조), 이는 제1다기능층을 통해 제1금속산화물층과 3차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트 간 계면특성, 계면 연결성이 개선된 결과이다.
한편, 상기 제1다기능층(30)은 2차원 결정구조를 가지는 페로브스카이트이며, 제1다기능층(30) 상에는 3차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트를 구비한 광흡수층(40)이 형성되는데, 이러한 적층구조는 당해 기술분야에 알려진 제조방법으로는 제조하기 어렵다. 즉, 2차원 결정구조를 가지는 페로브스카이트나 3차원 결정구조를 가지는 페로브스카이트 모두 당해 페로브스카이트를 형성시킬 수 있는 전구체 물질을 함유한 용액을 처리해 형성되는 용액공정으로 제조되는데, 3차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트 제조에 사용되는 용매가 2차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트를 용해시킴에 따라서 종래에 2차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트층 상에 3차원 결정구조를 가지는 페로브스카이트를 형성시키지 못하였고, 단층에 2차원 결정구조를 가지는 페로브스카이트와 3차원 결정구조를 가지는 페로브스카이트가 혼합된 형태이거나 3차원 결정구조를 가지는 페로브스카이트 상에 2차원 결정구조를 가지는 페로브스카이트가 적층된 구조만이 구현 가능할 뿐이었다. 그러나 본 발명의 발명자는 하기 화학식1로 표시되는 화합물을 함유한 용액으로 형성된 2차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트 상에 3차원 결정구조의 페로브스카이트를 형성하기 위한 전구체 용액을 처리해도 제1금속산화물층의 금속성분과 하기 화학식1로 표시되는 화합물의 앵커링 그룹인 'A' 부분 간 이좌가교 또는 삼좌가교 등을 통한 흡착으로 인해서 2차원 결정구조를 가지는 페로브스카이트가 용해되지 않고 형성된 층 상부에 안정적으로 3차원 결정구조를 가지는 페로브스카이트를 형성시킬 수 있고, 이로 인해서 금속산화물층과 3차원 결정구조를 가지는 페로브스카이트 간의 계면특성, 계면 연결성을 향상시킬 수 있음을 알게 되어 본 발명에 이르게 되었다.
[화학식 1]
[AB][X]
여기서 [AB]는 1가 유기 양이온이고, X는 1가 음이온이다. 여기서 A는 PO(OH)2, -CO(OH),
Figure pat00002
또는 -Si(OH)2이고, B는 -(R1R2R3R4N) 또는 -(R7R8N=CH-NR9R10)이고, 여기서 R1은 C1 ~ C20인 치환 또는 비치환의 알킬렌, C6 ~ C20인 치환 또는 비치환의 아릴렌, 또는 R5R6이며, 여기서 R5는 C1 ~ C20인 치환 또는 비치환의 알킬렌, 또는 C6 ~ C20인 치환 또는 비치환의 아릴렌이고, R2, R3, R4는 각각 독립적으로 수소 또는 C1 ~ C20인 치환 또는 비치환의 알킬렌, C6 ~ C20인 치환 또는 비치환의 아릴렌이며, R6는 C6 ~ C20인 치환 또는 비치환의 아릴렌, 또는 C1 ~ C20인 치환 또는 비치환의 알킬렌이며, R7은 C1 ~ C20인 치환 또는 비치환의 알킬렌, C6 ~ C20인 치환 또는 비치환의 아릴렌, 또는 R11R12이며, 여기서 R11은 C1 ~ C20인 치환 또는 비치환의 알킬렌, 또는 C6 ~ C20인 치환 또는 비치환의 아릴렌이고, R12는 C6 ~ C20인 치환 또는 비치환의 아릴렌, 또는 C1 ~ C20인 치환 또는 비치환의 알킬렌이며, R8, R9 및 R10은 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1-C20 알킬, 또는 치환 또는 비치환된 아릴이다. 여기서 R1 ~ R12 로 사용가능한 치환된 알킬렌(또는 알킬) 또는 치환된 아릴렌(또는 알릴)은 페로브스카이트 광전 변환 소자에 채택되는 공지된 치환기를 구비할 수 있으므로 본 발명은 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
또한, 화학식1로 표시되는 화합물에서 X는 I-, Br-, Cl- 및 F- 중 어느 하나의 할로겐 음이온 또는 SCN- 음이온이다.
상기 화학식1로 표시되는 화합물은 A 부분인 앵커링 그룹이 금속산화물층의 금속 성분과 이좌가교(bidentate bridging), 이좌가교를 포함하는 수소결합 또는 삼좌가교(tridentate binding)를 유도하여 2차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트가 금속산화물층에 흡착된 상태를 이루게 함으로써 금속산화물층과 3차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트 간의 계면특성, 계면 연결성을 개선시킬 수 있다(도 7 참조). 한편, 앵커링 그룹으로써 지방족 다가 알코올류 역시 금속산화물층 흡착될 수 있으나 탈착되기 쉬워서 금속산화물층과 3차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트 간의 계면특성, 계면 연결성을 향상시키기 어려울 수 있다.
상술한 화학식 1로 표시되는 화합물은 공지의 유기반응을 이용해 다양한 방법으로 합성할 수 있으므로 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다. 이에 대한 일예로서, 화학식1로 표시되는 화합물이 요오드화 4-포스포노벤젠암모늄 (4-phosphonobenzenaminium iodide)인 경우를 설명하면, 하기 반응식과 같이 4-아미노프로필포스포닉산에 요오드화수소산(HI) 및 에탄올을 혼합한 후 30분 ~ 3시간 동안 교반하고, 반응이 종결된 후 에테르를 투입해 얻어지 유기 침전물을 여과해 수득될 수 있다.
[반응식]
Figure pat00003
한편, 상술한 화학식1로 표시되는 화합물을 함유한 용액은 화학식1로 표시되는 화합물을 용해시킬 수 있는 공지된 용매의 경우 제한 없이 사용할 수 있고, 일예로, 이소프로필 알코올, ethanol, THF(Tetrahydrofuran) 및 클로로벤젠으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 유기용매를 사용할 수 있다.
화학식1로 표시되는 화합물을 함유한 용액을 제1금속산화물층에 처리하는 방법은 공지된 코팅방법을 사용할 수 있고, 일예로 스핀 코팅 및 스프레이 코팅 등의 방법을 이용할 수 있다.
화학식1로 표시되는 화합물을 함유한 용액을 제1금속산화물층에 처리한 후 열처리를 통해 2차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트를 구현할 수 있고, 이때 열처리는 일예로 70 ~ 130℃의 온도로 5 ~ 60분간 수행될 수 있다.
구현된 2차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트를 구비한 제1다기능층(30)의 두께는 1nm ~ 100nm일 수 있으며, 이를 통해 본 발명의 목적을 달성하기에 보다 유리할 수 있다.
다음으로 본 발명에 따른 (3) 단계로써, 제1다기능층(30) 상에 페로브스카이트 전구체 용액을 처리하여 3차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트를 구비한 광흡수층(40)을 형성시키는 단계를 수행한다.
상기 광흡수층(40)에 구비되는 페로브스카이트는 태양전지 광흡수층에 적용되는 일반적인 페로브스카이트로서, 3차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트일 수 있고, 일예로 하기 화학식2로 표시되는 화합물인 페로브스카이트 물질을 포함할 수 있다.
[화학식2]
[L][M][N]3
여기서, L은 1가의 유기 양이온, 1가의 금속 양이온 또는 이들이 혼합된 1가의 양이온일 수 있고, 구체적으로 아민, 암모늄, 1족 금속, 2족금속, 및/또는 다른 양이온 또는 양이온-유사 화합물을 포함할 수 있고, 일예로 포름아미디늄(FA, formamidinium), 메틸암모늄(MA. methylammonium), FAMA, CsFAMA 또는 (R13R14R15R16N)+(여기서, R13, R14, R15 및 R16은 각각 독립적으로 C1 ~ C5의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C5의 분쇄형 알킬기, 페닐기, 알킬페닐기, 알콕시페닐기 또는 알킬할라이드이다.), (Rb0.05FA0.95)+, (Ｃｓ０．１（ＦＡ０．８ＭＡ０．２）０．９)+ 등 일 수 있다. 한편, 1가의 유기 양이온가 1가의 무기 양이온이 혼합되어 1가의 양이온을 형성하는 경우 이들 1가의 유기 양이온과 1가의 무기 양이온은 각각 독립적인 형태로서 혼합 후 M 및 N과 함께 3차원의 페로브스카이트를 형성할 수 있다.
상기 M은 2가의 금속 양이온이고, Fe2+, Co2+, Ni2+, Cu2+, Sn2+, Pb2+, Bi2+, Ge2+, Ti2+, Eu2+ 및 Zr2+ 중에서 선택된 1종 또는 2종을 포함할 수 있다.
또한, X는 적어도 1종의 1가 음이온으로서, F-, Cl-, Br- I- 및 SCN-(cyanide ion)에서 선택된 1종 이상의 할라이드 원소 및/또는 16족 음이온을 포함할 수 있으며, 구체적으로 X는 IxBrYClZSCN3-x+y+z(0≤x+y+z≤3)일 수 있다.
상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 구체적으로 FAPbIxBr3-x(0≤x≤3), MAPbIxBr3-x(0≤x≤3), CsbMA1-aFAaPb1-bIxBr3-x(0≤x≤3), CH3NH3PbX3(X= Cl, Br, I, BrI2, 또는 Br2I), CH3NH3SnX3(X= Cl, Br 또는 I), CH(=NH)NH3PbX3(X= Cl, Br, I, BrI2, 또는 Br2I), CH(=NH)NH3SnX3(X= Cl, Br 또는 I) 등 일 수 있다.
또한, 상기 광흡수층은 동일한 페로브스카이트 물질로 구성된 단층이거나, 또는 서로 다른 페로브스카이트 물질로 각각 구성된 층이 다수 개로 적층된 다층 구조일 수도 있으며, 1종의 페로브스카이트 물질로 이루어진 광흡수층 내부에 기둥형상, 판형상, 침상, 와이어 형상, 막대 형성 등의 필라형상을 가지는 상기 1종의 페로브스카이트 물질과 다른 이종의 페로브스카이트 물질을 포함할 수도 있다.
3차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트를 구비한 광흡수층(40)은 제1다기능층(30) 상에 페로브스카이트 전구체 용액을 처리하여 형성시킬 수 있다. 구체적으로 상기 페로브스카이트 전구체 용액은 유기할라이드(LN) 및 금속할라이드(MN2)를 함유하는 용액일 수 있다.
상기 페로브스카이트 전구체 용액은 두 가지 방법으로 3차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트를 구현할 수 있는데, 구체적으로 유기할라이드(LN) 및 금속할라이드(MN2)를 적절한 공지된 비율로 유기용매에 혼합한 용액을 제1다기능층(30) 상에 처리한 후 50 ~ 130℃로 열처리하거나(제1방법), 또는 금속할라이드(MN2) 함유 용액을 제1다기능층(30) 상에 처리한 후 50 ~ 150℃로 열처리하여 금속할라이드층을 형성시킨 뒤 금속할라이드층 상에 유기할라이드(LN) 함유 용액을 처리하여 50 ~ 160℃로 다시 열처리하여 구현시킬 수 있다(제2방법).
구현되는 광흡수층(40)의 두께는 통상적인 페로브스카이트 광전 변환 소자에서 광흡수층의 두께일 수 있으며, 일예로 400 ~ 600㎚일 수 있으나 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상술한 (3) 단계와 후술하는 (4) 단계 사이에 3차원 결정구조의 페로브스카이트의 표면 결함을 제거시키기 위한 2차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트층(70)을 형성시키는 단계 및 패시베이션층(미도시)을 형성시키는 단계; 중 어느 하나 이상의 단계를 더 포함할 수 있다. 즉, 2차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트층(70)을 광흡수층(40) 상에 형성시킨 후 후술하는 (4) 단계를 수행하거나, 2차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트층(70)을 광흡수층(40) 상에 형성시킨 후 패시베이션층을 더 형성시키고 후술하는 (4) 단계를 수행하거나, 또는 광흡수층(40) 상에 패시베이션층을 형성시키고 후술하는 (4) 단계를 수행할 수 있다.
여기서 2차원 결정구조를 가지는 페로브스카이트층(70)은 공지된 2차원 결정구조를 가지는 페로브스카이트 전구체를 함유한 용액을 처리하여 형성시킬 수 있다. 또한, 당해 2차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트층에 상술한 제1다기능층의 형성을 위한 화학식1로 표시되는 화합물을 함유한 용액을 처리해 제2다기능층을 형성시킬 수도 있다.
또한, 상기 패시베이션층(미도시)은 페로브스카이트 재질의 광흡수층을 부동태화시키기 위한 것으로서, 페로브스카이트 광전 변환 소자에 사용되는 공지된 재질로 구현될 수 있다. 일예로 상기 패시베이션층은 Al2O3, SnO2, TiO2, ZnO, NiO, MoO3, CuO, CuGaO2, Y2O3, SiNx, SiO2, Ta2O5, TFBA, AlFx,　LiF　및 PbI2 중 적어도 1종 이상을 포함할 수 있다.
다음으로 본 발명에 따른 (4) 단계로써, 상기 광흡수층(40) 상에 정공수송층 또는 전자수송층(50)을 형성시키는 단계를 수행한다.
상기 정공수송층 또는 전자수송층(50)은 페로브스카이트 광전 변환 소자에 사용되는 통상적인 정공수송층 또는 전자수송층의 재질일 수 있고, 일예로 유기물질 또는 무기물 물질로 형성될 수 있다.
전자수송층이 구비되는 경우 사용 가능한 무기물질은 태양전지 전자수송층에 사용되는 공지된 무기물질일 수 있고, 일예로 금속 산화물, 금속 황화물, 금속 셀레니드, 금속 텔루르 화합물, 페로브스카이트, 무정형 Si, n형 그룹 IV 반도체, n형 그룹 III-V 반도체, n형 그룹 II-VI 반도체, n형 그룹 I-VII 반도체, n형 그룹 IV-VI 반도체, n형 그룹 V-VI 반도체, n형 그룹 II-V 반도체, 이들 중 도핑되거나 도핑되지 않은 것들 중 임의의 것으로부터 선택될 수 있다. 또한, 일반적으로는 금속 산화물, 금속 황화물, 금속 셀레니드, 금속 텔루르 화합물로부터 선택될 수 있다.
구체적으로 금속산화물은 티타늄, 주석, 아연, 니오븀(niobium), 탄탈, 텅스텐, 인듐, 갈륨, 네오디늄, 팔라듐, 또는 카드뮴을 금속성분으로 하는 1종 이상의 금속산화물일 수 있다. 또한, 상기 금속황화물은 카드뮴, 주석, 구리, 아연 황화물 중 1종 이상일 수 있다. 또한, 상기 금속 셀레니드 화합물은 카드뮴, 아연, 인듐, 및 갈륨 셀레니드 중 1종 이상일 수 있고 더 구체적인 일예로 Cu(In,Ga)Se2일 수 있다. 또한, 상기 금속 텔루르 화합물은 카드뮴, 아연, 및 주석 텔루르 화합물 중 1종 이상일 수 있고, 더 구체적인 일예로 CdTe일 수 있다.
또한, 전자수송층이 구비되는 경우 사용 가능한 유기 물질은 태양전지 전자수송층에 사용되는 공지된 유기물질일 수 있고, 일예로 풀러렌(fullerene) 또는 풀러렌 유도체, 페릴렌 (perylene) 또는 그것의 유도체를 포함하는 유기 전자 수송 물질, 또는 폴리 {[N,N0-bis(2-octyldodecyl)-naphthalene-1,4,5,8-bis(dicarboximide)-2,6-diyl]-alt-5,50-(2,20-bithiophene)}(P(NDI2OD-T2))일 수 있다.
한편, 정공수송층이 구비되는 경우 사용 가능한 무기 물질은 태양전지 정공수송층에 사용되는 공지된 무기 물질일 수 있고, 일예로 니켈, 바나듐, 구리 또는 몰리브덴의 산화물; CuI, CuBr, CuSCN, 또는 CIS; 페로브스카이트; 무정형 Si; p형 그룹 IV 반도체, p형 그룹 III-V 반도체, p형 그룹 II-VI 반도체, p형 그룹 I-VII 반도체, p형 그룹 IV-VI 반도체, p형 그룹 V-VI 반도체, 그리고 p형 그룹 II-V 반도체를 포함하는 무기질 홀 수송체를 포함할 수 있으며, 이 무기질 물질은 도핑되거나 또는 도핑되지 않을 수 있다.
또한, 정공수송층이 구비되는 경우 사용 가능한 유기 물질은 태양전지 정공수송층에 사용되는 공지된 유기 물질일 수 있고, 일예로 칼콘 유도체, 스티릴안트라센 유도체, 플루오렌 유도체, 하이드라존 유도체, 스틸벤유도체, 실라잔 유도체, 방향족 제 3 급 아민 화합물, 스티릴아민 화합물, 방향족 디메틸리딘계 화합물, 포르피린계 화합물, 프탈로시아닌계 화합물, 폴리티오펜 유도체, 폴리피롤 유도체, 폴리파라페닐렌비닐렌 유도체, 펜타센(pentacene), 쿠마린 6(coumarin 6, 3-(2-benzothiazolyl)-7-(diethylamino)coumarin), ZnPC(zinc phthalocyanine), CuPC(copper phthalocyanine), TiOPC(titanium oxide phthalocyanine), Spiro-MeOTAD(2,2',7,7'-tetrakis(N,N-p-dimethoxyphenylamino)-9,9'-spirobifluorene), F16CuPC(copper(II)1,2,3,4,8,9,10,11,15,16,17,18,22,23,24,25 -hexadecafluoro-29H,31H-phthalocyanine), SubPc(boron subphthalocyanine chloride), N3(cisdi(thiocyanato)-bis(2,2'-bipyridyl-4,4'-dicarboxylic acid)-ruthenium(II), P3HT(poly[3-hexylthiophene]), MDMO-PPV(poly[2-methoxy-5-(3',7'-dimethyloctyloxyl)]-1,4-phenylene vinylene), MEH-PPV(poly[2-methoxy-5-(2''-ethylhexyloxy)-p-phenylene vinylene]), P3OT(poly(3-octyl thiophene)), POT(poly(octyl thiophene)), P3DT(poly(3-decyl thiophene)), P3DDT(poly(3-dodecyl thiophene), PPV(poly(p-phenylene vinylene)), TFB(poly(9,9'-dioctylfluorene-co-N-(4-butylphenyl)diphenyl amine), 폴리아닐린(Polyaniline), Spiro-MeOTAD([2,22′,7,77′-tetrkis (N,N-di-pmethoxyphenyl amine)-9,9,9′-spirobi fluorine]), CuSCN, CuI, PCPDTBT(Poly[2,1,3-benzothiadiazole-4,7-diyl[4,4-bis(2-ethylhexyl-4H-cyclopenta [2,1-b:3,4-b']dithiophene-2,6-diyl]], Si-PCPDTBT(poly[(4,4′-bis(2-ethylhexyl)dithieno[3,2-b:2′,3′-d]silole)-2,6-diyl-alt-(2,1,3-benzothiadiazole)-4,7-diyl]), PBDTTPD(poly((4,8-diethylhexyloxyl), PFDTBT(poly[2,7-(9-(2-ethylhexyl)-9-hexyl-fluorene)-alt-5,5-(4', 7, -di-2-thienyl-2',1', 3'-benzothiadiazole)]), PFO-DBT(poly[2,7-.9,9-(dioctyl-fluorene)-alt-5,5-(4',7'-di-2-.thienyl-2', 1', 3'-benzothiadiazole)]), PSiFDTBT(poly[(2,7-dioctylsilafluorene)-2,7-diyl-alt-(4,7-bis(2-thienyl)-2,1,3-benzothiadiazole)-5,5′-diyl]), PCDTBT(Poly [[9-(1-octylnonyl)-9H-carbazole-2,7-diyl] -2,5-thiophenediyl-2,1,3-benzothiadiazole-4,7-diyl-2,5-thiophenediyl]), PFB(poly(9,9′-dioctylfluorene-co-bis(N,N′-(4,butylphenyl))bis(N,N′-phenyl-1,4-phenylene)diamine), F8BT(poly(9,9′-dioctylfluorene-cobenzothiadiazole), PEDOT (poly(3,4-ethylenedioxythiophene)), PEDOT:PSS poly(3,4-ethylenedioxythiophene)poly(styrenesulfonate), PTAA (poly(triarylamine)), 2-PACz, 및/또는 MeO-2PACz을 포함할 수 있다.
상술한 무기 또는 유기 물질을 이용해서 제조되는 정공수송층 또는 전자수송층(50)은 공지된 방법을 이용해 제조될 수 있다. 또한, 형성된 정공수송층 또는 전자수송층(50)의 두께 역시 태양전지에 채용되는 정공수송층 또는 전자수송층(50)의 두께를 채용하거나 이를 적절히 변경할 수 있어서 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.
다음으로 본 발명에 따른 (5) 단계로서, 정공수송층 또는 전자수송층(50) 상에 제2전극(60)을 형성시키는 단계를 수행한다.
상기 제2전극(60)은 태양전지에 사용되는 공지된 전극일 수 있으며, 일예로 Pt, Au, Ni, Cu, Ag, In, Ru, Pd, Rh, Ir, Os, C 및 전도성 고분자 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 코팅 또는 증착시켜서 형성할 수 있다. 또한, 제2전극(60)은 상술한 적어도 2종의 물질이 혼합되어 1개의 층으로 형성되거나, 적어도 2종의 물질 각각이 단일층을 형성하고, 이들 단일층이 적층된 다층구조로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제2전극(60)의 두께는 태양전지에 채용되는 제2전극의 두께를 채용하거나 이를 적절히 변경할 수 있어서 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 도 2에 도시된 것과 같이 페로브스카이트 광전 변환 소자(110)는 광흡수층(40)과 정공수송층 또는 전자수송층(50)이 제2금속산화물층일 경우 2차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트층(70)으로서 상술한 화학식1로 표시되는 화합물을 통해 형성된 2차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트층(70)을 구비시킬 수 있고, 이 경우 2차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트층(70)은 다기능층으로써 기능하여 광흡수층과 제2금속산화물층인 정공수송층 또는 전자수송층(50) 간의 계면특성, 계면 연결성이 보다 개선될 수 있다.
상술한 본 발명의 여러 실시예를 통해 제조된 페로브스카이트 광전 변환 소자(100,110)는 제1다기능층(30)을 통해서 광흡수층(40)과 제1금속산화물층인 전자수송층 또는 정공수송층(20) 간의 계면특성, 계면 연결성이 개선됨에 따라서 더 짧은 파장쪽, 예를 들어 600㎚ 파장에서 광발광(photoluminescence)이 발생되는 보다 넓어진 밴드갭을 가질 수 있고, 개선된 광전 변환 효율 및 장기안정성을 가질 수 있다. 이때 일예로 광흡수층에 사용되는 3차원 결정구조를 가지는 페로브스카이트는 400㎚ ~ 600㎚에서 광발광이 발생되는 페로브스카이트 일 수 있다.
또한, 본 발명은 제1다기능층의 구비로 인해서 도 6에 도시된 PL 스펙트럼을 통해서 알 수 있듯이 PL의 강도가 가장 큰 피크 때 파장인 제1파장을 기준으로 단파장과 장파장 쪽에서 비대칭의 스펙트럼을 구현시키며, 구체적으로 파장별 광발광(PL) 스펙트럼에서 최대 강도를 갖는 제1파장을 기준으로 광발광(PL)이 발생되는 최단파장인 제2파장에서 제1파장까지의 파장범위가 광발광이 발생되는 최장파장인 제3파장에서 제1파장까지의 파장범위보다 더 크게 형성된 비대칭 스펙트럼이 구현되며, 단파장쪽으로 더 넓어진 밴드갭을 가질 수 있다. 이때, 일예로 제2파장에서 제1파장까지의 파장범위는 제3파장에서 제1파장까지의 파장범위의 60%를 초과하는 더 넓은 파장범위를 가질 수 있다. 이때 PL 스펙트럼에서 최대 강도, 제1파장, 제2파장 및 제3파장을 도 8을 참조하여 설명하면, PL 스펙트럼에서 PL 최대 강도(PLmax)일 때의 파장(a)이 제1파장이며, 광발광(PL)이 발생되는 최단파장(b)이 제2파장, 광발광(PL)이 발생되는 최장파장(c)이 제3파장을 의미한다.
또한, 본 발명은 상술한 페로브스카이트 광전 변환 소자(100,110)를 이용한 페로브스카이트 태양전지를 포함하며, 페로브스카이트 광전 변환 소자 이외에 공지된 페로브스카이트 태양전지의 구성을 더 구비할 수 있다.
또한, 본 발명은 상술한 페로브스카이트 광전 변환 소자를 이용해서 실리콘-페로브스카이트 탠덤 태양전지의 구현이 가능하며, 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면 실리콘-페로브스카이트 탠덤 태양전지(1000,1100)는 실리콘 광전 변환 소자(200) 및 상기 실리콘 광전 변환 소자(200) 상부에 페로브스카이트 광전 변환 소자(100',110')를 배치하여 구현될 수 있다.
이때, 상기 페로브스카이트 광전 변환 소자(100',110')는 상술한 페로브스카이트 광전 변환 소자(100,110)의 정공수송층 또는 전자수송층(50)과 제2전극(60) 사이에 투명전극(80)을 더 구비시킨 것으로써, 상기 투명전극(80)은 상술한 제1전극(10)에 대한 설명과 동일하여 구체적인 설명은 생략한다.
또한, 상기 실리콘 광전 변환 소자(200)는 공지된 실리콘계 태양전지일 수 있으며, 공지된 이종접합 실리콘 태양전지 또는 동종접합 실리콘 태양전지일 수 있다. 이에 대한 일예로서, 실리콘 광전 변환 소자(110)가 이종접합 실리콘 태양전지인 경우, n 타입 결정질 실리콘 기판의 전후면에 매우 얇은 비정질 진성 실리콘(i a-Si:H)을 패시배이션(passivation) 층으로 형성하고, p 타입의 고농도 비정질 실리콘(p a-Si:H) 층을 에미터층)으로 전면에 형성하며 후면에는 고농도 비정질 실리콘 (n+ a-Si:H) 층을 후면전계층으로 형성하는 구조를 가질 수 있다. 또는 동종접합(homojuction) 결정질 실리콘 태양전지일 경우 결정질 실리콘 기판의 제1 면에 배치된 에미터층을 구비하는 2층구조, 또는 결정질 실리콘 기판의 제2 면에 배치된 후면전계층을 더 구비하는 3층 구조를 가질 수도 있다.
하기의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.
<실시예1>
제1전극으로써 기판을 구비한 2.5㎝×2.5㎝ ITO 전도성 투명기판에 수산화나트륨 세정용액에 넣고 1시간 동안 초음파 세척한 후, 증류수와 에탄올을 이용하여 세척하고, 질소가스를 이용해 건조시켰다. 세척된 ITO 전도성 투명기판을 IR 레이저로 부분 에칭 후 증착 공정을 이용하여 정공수송층으로써 NiOx 30nm 형성하였다.
이후 준비예1에서 준비된 화학식1-1로 표시되는 화합물을 함유한 용액 200㎕를 NiOx 상에 적하 시키고 3000rpm에서 30초간 스핀코팅한 후 100℃에서 열처리 하여 제1다기능층을 형성시켰다.
이후 제1다기능층 상에 Cs0.1(FA0.75MA0.25)0.9Pb(I0.75Br0.23Cl0.02)3 조성의 1.4M 페로브스카이트 전구체 용액을 100㎕ 적하 시키고 5000rpm에서 30초간 스핀코팅한 뒤 다시 ethyl acetate 300㎕를 적하 시킨 후 5000rpm 3초 유지 후 100℃에서 20분간 열처리하여 최종 두께 500㎚인 광흡수층을 형성시켰다.
이후 형성된 광흡수층 상에 열증착장비를 사용하여 전자수송층으로써 13㎚ 두께의 C60층을 형성 시켰다. 형성된 전자수송층 상에 Bathocuproine 1mg을 IPA 1ml에 용해시킨 용액 200㎕를 적하 시킨 후 4000rpm으로 30초 스핀코팅하여 엑시톤차단층을 형성시킨 뒤 열증착장비를 사용하여 두께 100nm로 Ag인 제2전극을 형성시켜서 페로브스카이트 광전 변환 소자를 제조하였다.
*준비예1
250㎖ 플라스크에 (4-aminophenyl)phosphonic acid(1.00 g, 5.34 mmol), Hydriodic acid (1.36 g, 10.68 mmol) 및 에탄올 (100 mL) 넣고 1 시간 동안 교반하였다. 반응이 종결된 뒤 에테르 50㎖를 투입하여 유기 침전물을 수득하였고, 이를 여과하여 하기 화학식 1-1로 표시되는 화합물인 4-phosphonobenzenaminium iodide 생성물을 얻었으며, 수득률은 95 % 이었다.
1H NMR (300 MHz, Chloroform-d) δ 6.80~7.07 (d, J = 7.5 Hz, 2H), 7.09~7.24 (t, J = 7.5 Hz, 2H), 4.8~5.0 (s, J = 8.2 Hz, 2H), 7.2 (t, J = 8.5 Hz, 2H).
[화학식 1-1]
Figure pat00004
이후 합성된 4-phosphonobenzenaminium iodide 4mg을 Isopropyl alcohol(IPA) 1ml에 용해시켜 화학식 1-1로 표시되는 화합물을 함유하는 용액을 준비하였다.
<비교예1>
실시예1과 동일하게 실시하여 제조하되, 제1다기능층의 제조를 생략하고 NiOx 정공수송층 상에 광흡수층을 형성시킨 페로브스카이트 광전 변환 소자를 제조하였다.
<실험예 1>
실시예1 및 비교예1에 따른 페로브스카이트 광전 변환 소자의 전류-전압 특성 및 효율을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
Voc(V) Jsc(mA/㎠) FF(%) Best eff.(%) Avg. eff.(%)
실시예1 1.178 21.323 80.61 20.25 20.18
비교예1 1.154 20.642 75.94 18.41 18.10
표 1을 통해 확인할 수 있듯이, 2차원 결정구조의 페로브스카이트인 제1다기능층의 구비로 인하여 실시예1의 광전 변환 소자가 태양전지 모든 효율 파라미터에서 비교예1의 광전 변환 소자에 대비해 개선된 것을 확인할 수 있다.
<실험예2>
실시예1 및 비교예1에 따른 페로브스카이트 광전 변환 소자에 대해서 UV-vis 측정기를 이용해 측정된 파장별 광흡수 스펙트럼을 도 5에 나타내었다.
또한, 실시예1 및 비교예 1 ~ 2에 따른 페로브스카이트 광전 변환 소자에 대해서 photoluminescence spectroscopy 를 이용해 PL 스펙트럼을 측정한 후 그 결과를 표 2와 도 6에 나타내었다.
실시예1 비교예1
제1파장(㎚) ７３５ ７３５
제2파장(㎚) ５９０ ６５０
제3파장(㎚) ８２０ ８２０
A(%) 70.6 0
600㎚ PL 발생유무 ○ ×
여기서 A는 하기 식으로 계산된다.
[식]
Figure pat00005
표 2, 도 5 및 도 6을 통해 확인할 수 있듯이,
실시예1과 비교예1에 따른 광전 변환 소자 간 광흡수영역이 거의 동일했다. 그러나 금속산화물층과 흡착된 상태의 2차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트인 제1다기능층을 구비한 실시예1의 광전 변환 소자는 600㎚ 파장에서도 광발광이 발생하나, 비교예1의 광전 변환 소자는 650㎚를 초과하는 파장에서 광발광이 발생하는 것을 알 수 있고, 이를 통해서 비교예1의 광전 변환 소자에 대비해 실시예1의 광전 변환 소자에서 밴드갭이 더욱 커지는 효과가 있음을 확인할 수 있다. 또한, 비교예1에 따른 광전 변환 소자는 PL 스펙트럼에서 상기 식을 통해 계산된 A값이 0%로 최대 강도를 갖는 파장에 기준해 스펙트럼이 거의 대칭이나, 실시예1에 따른 광전 변환 소자는 PL 스펙트럼에서 상기 식을 통해 계산된 A값이 70.6%로 최대 강도를 갖는 파장에 기준해 스펙트럼이 단파장 쪽으로 더 넓어진 비대칭 스펙트럼을 가지는 것을 알 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

Claims (14)

  1. (1) 제1전극 상에 제1금속산화물층인 전자수송층 또는 정공수송층을 형성시키는 단계;
    (2) 상기 제1금속산화물층 상에 하기 화학식1로 표시되는 화합물을 함유한 용액을 처리하여 2차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트를 구비한 제1다기능층을 형성시키는 단계;
    (3) 상기 제1다기능층 상에 페로브스카이트 전구체 용액을 처리하여 3차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트를 구비한 광흡수층을 형성시키는 단계;
    (4) 상기 광흡수층 상에 정공수송층 또는 전자수송층을 형성시키는 단계; 및
    (5) 상기 정공수송층 또는 전자수송층 상에 제2전극을 형성시키는 단계;를 포함하는 페로브스카이트 광전 변환 소자 제조방법:
    [화학식 1]
    [AB][X]
    여기서 [AB]는 1가 유기 양이온이고, X는 1가 음이온이며,
    A는 -PO(OH)2, -CO(OH),
    Figure pat00006
    또는 -Si(OH)2 이고, B는 -(R1R2R3R4N) 또는 -(R7R8N=CH-NR9R10)이며,
    여기서 R1은 C1 ~ C20인 치환 또는 비치환의 알킬렌, C6 ~ C20인 치환 또는 비치환의 아릴렌, 또는 R5R6이고, 여기서 R5는 C1 ~ C20인 치환 또는 비치환의 알킬렌, 또는 C6 ~ C20인 치환 또는 비치환의 아릴렌이며, R6는 C6 ~ C20인 치환 또는 비치환의 아릴렌, 또는 C1 ~ C20인 치환 또는 비치환의 알킬렌이고, R2, R3, R4는 각각 독립적으로 수소 또는 C1 ~ C20인 치환 또는 비치환의 알킬렌, C6 ~ C20인 치환 또는 비치환의 아릴렌이며,
    R7은 C1 ~ C20인 치환 또는 비치환의 알킬렌, C6 ~ C20인 치환 또는 비치환의 아릴렌, 또는 R11R12이고, 여기서 R11은 C1 ~ C20인 치환 또는 비치환의 알킬렌, 또는 C6 ~ C20인 치환 또는 비치환의 아릴렌이며, R12는 C6 ~ C20인 치환 또는 비치환의 아릴렌, 또는 C1 ~ C20인 치환 또는 비치환의 알킬렌이고,
    R8, R9 및 R10은 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1-C20 알킬, 또는 치환 또는 비치환된 아릴이며,
    X는 I-, Br-, Cl- 및 F- 중 어느 하나의 할로겐 음이온 또는 SCN- 음이온이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (2) 단계에서 화학식 1로 표시되는 화합물을 함유한 용액을 처리 시 상기 화학식1로 표시되는 화합물은 상기 제1금속산화물층에 흡착되는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 광전 변환 소자 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 3차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 광전 변환 소자 제조방법:
    [화학식2]
    [L][M][N]3
    여기서, L은 1가의 유기 양이온, 1가의 금속 양이온 또는 이들이 혼합된 1가의 양이온이고, M은 2가의 금속 양이온이고, N은 적어도 하나의 음이온이다.
  4. 제1항에 있어서,
    (3) 단계와 (4) 단계 사이에
    3차원 결정구조의 페로브스카이트의 표면 결함을 제거시키기 위한 2차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트층을 형성시키는 단계; 및
    패시베이션층을 형성시키는 단계; 중 어느 하나 이상의 단계를 더 포함하는 페로브스카이트 광전 변환 소자 제조방법.
  5. 제1전극;
    상기 제1전극 상에 형성된 제1금속산화물층인 전자수송층 또는 정공수송층;
    상기 제1금속산화물층 상에 형성된 2차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트를 구비한 제1다기능층;
    상기 제1다기능층 상에 형성된 3차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트를 구비한 광흡수층;
    상기 광흡수층 상에 형성된 정공수송층 또는 전자수송층; 및
    상기 정공수송층 또는 전자수송층 상에 형성된 제2전극;을 포함하며,
    파장별 광발광(PL) 스펙트럼에서 최대 강도를 갖는 제1파장을 기준으로 광발광(PL)이 발생되는 최단파장인 제2파장에서 제1파장까지의 파장범위가 광발광이 발생되는 최장파장인 제3파장에서 제1파장까지의 파장범위보다 더 크게 형성된 페로브스카이트 광전 변환 소자.
  6. 제5항에 있어서,
    제2파장에서 제1파장까지의 파장범위는 제3파장에서 제1파장까지의 파장범위의 60%를 초과하는 더 넓은 파장범위를 갖는 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 광전 변환 소자.
  7. 제1전극;
    상기 제1전극 상에 형성된 제1금속산화물층인 전자수송층 또는 정공수송층;
    상기 제1금속산화물층 상에 형성된 2차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트를 구비한 제1다기능층;
    상기 제1다기능층 상에 형성된 3차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트를 구비한 광흡수층;
    상기 광흡수층 상에 형성된 정공수송층 또는 전자수송층; 및
    상기 정공수송층 또는 전자수송층 상에 형성된 제2전극;을 포함하며,
    600㎚ 파장의 광발광(photoluminescence)이 발생되는 페로브스카이트 광전 변환 소자.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 3차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트는 400 ~ 600㎚ 파장에서 광발광이 발생되는 페로브스카이트인 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 광전 변환 소자.
  9. 제5항 또는 제7항에 있어서,
    상기 2차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트는 제1금속산화물층에 흡착된 것을 특징으로 하는 페로브스카이트 광전 변환 소자.
  10. 제5항 또는 제7항에 있어서,
    상기 제1금속산화물층은 Ni, V, Mo, Cu, Ti, Sn, Zn, Nb, Ta, W, In, Ga, Nd, Pb 및 Cd로 이루어진 군에서 선택된 1종 금속을 함유하는 금속산화물, 또는 적어도 2종의 이들 금속산화물을 포함하는 페로브스카이트 광전 변환 소자.
  11. 제5항 또는 제7항에 있어서,
    상기 광흡수층 상에 3차원 결정구조의 페로브스카이트 표면 결함을 제거시키기 위한 2차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트층을 더 포함하는 페로브스카이트 광전 변환 소자.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 2차원 결정구조를 갖는 페로브스카이트층 상에 패시베이션층을 더 포함하는 페로브스카이트 광전 변환 소자.
  13. 제5항 또는 제7항에 따른 페로브스카이트 광전 변환 소자를 포함하는 페로브스카이트 태양전지.
  14. 실리콘 광전 변환 소자; 및
    상기 실리콘 광전 변환 소자 상부에 배치되는 제5항 또는 제7항에 따른 페로브스카이트 광전 변화 소자;를 포함하는 실리콘-페로브스카이트 탠덤 태양전지.
KR1020200183495A 2020-12-24 2020-12-24 페로브스카이트 광전 변환 소자 제조방법, 이를 통해 제조된 페로브스카이트광전변환 소자, 및 이를 포함하는 태양전지 KR102647777B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200183495A KR102647777B1 (ko) 2020-12-24 2020-12-24 페로브스카이트 광전 변환 소자 제조방법, 이를 통해 제조된 페로브스카이트광전변환 소자, 및 이를 포함하는 태양전지

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200183495A KR102647777B1 (ko) 2020-12-24 2020-12-24 페로브스카이트 광전 변환 소자 제조방법, 이를 통해 제조된 페로브스카이트광전변환 소자, 및 이를 포함하는 태양전지

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220092089A true KR20220092089A (ko) 2022-07-01
KR102647777B1 KR102647777B1 (ko) 2024-03-13

Family

ID=82396689

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200183495A KR102647777B1 (ko) 2020-12-24 2020-12-24 페로브스카이트 광전 변환 소자 제조방법, 이를 통해 제조된 페로브스카이트광전변환 소자, 및 이를 포함하는 태양전지

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102647777B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024066478A1 (zh) * 2022-09-27 2024-04-04 隆基绿能科技股份有限公司 一种太阳能电池及光伏组件
WO2024143549A1 (ja) * 2022-12-28 2024-07-04 株式会社エネコートテクノロジーズ 光電変換素子

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150056851A (ko) * 2012-09-18 2015-05-27 아이시스 이노베이션 리미티드 광전자 디바이스
KR101561284B1 (ko) 2014-04-17 2015-10-16 국립대학법인 울산과학기술대학교 산학협력단 페로브스카이트 구조 화합물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 태양전지
KR20200074896A (ko) * 2018-12-17 2020-06-25 서울대학교산학협력단 금속 할라이드 페로브스카이트 발광소자 및 이의 제조방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150056851A (ko) * 2012-09-18 2015-05-27 아이시스 이노베이션 리미티드 광전자 디바이스
KR101561284B1 (ko) 2014-04-17 2015-10-16 국립대학법인 울산과학기술대학교 산학협력단 페로브스카이트 구조 화합물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 태양전지
KR20200074896A (ko) * 2018-12-17 2020-06-25 서울대학교산학협력단 금속 할라이드 페로브스카이트 발광소자 및 이의 제조방법

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Chuangye Ge 외, "Recent Progress in 2D/3D Multidimensional Metal Halide Perovskites Solar Cells", MINI REVIEW ARTICLE, FRONT. MATER., 29 OCTOBER 2020, SEC. ENERGY MATERIALS, VOL 7, ARTICLE 601179* *
Xiong Li 외, "Improved performance and stability of perovskite solar cells by crystal crosslinking with alkylphsphonic acid ω-ammonium chlorides", NATURE CHEMISTRY VOLUME 7 (2015)* *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024066478A1 (zh) * 2022-09-27 2024-04-04 隆基绿能科技股份有限公司 一种太阳能电池及光伏组件
WO2024143549A1 (ja) * 2022-12-28 2024-07-04 株式会社エネコートテクノロジーズ 光電変換素子

Also Published As

Publication number Publication date
KR102647777B1 (ko) 2024-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang et al. Recent advance in solution‐processed organic interlayers for high‐performance planar perovskite solar cells
Yin et al. Interfacial materials for organic solar cells: recent advances and perspectives
Bakr et al. Advances in hole transport materials engineering for stable and efficient perovskite solar cells
US9136408B2 (en) Perovskite and other solar cell materials
KR102036239B1 (ko) 와이드 밴드갭을 포함하는 페로브스카이트계 태양전지 및 이의 제조방법
WO2014151522A1 (en) Perovskite and other solar cell materials
KR101736556B1 (ko) 유-무기 하이브리드 태양 전지
KR102647777B1 (ko) 페로브스카이트 광전 변환 소자 제조방법, 이를 통해 제조된 페로브스카이트광전변환 소자, 및 이를 포함하는 태양전지
KR102462209B1 (ko) 역구조 페로브스카이트 태양전지의 전자전달층용 코팅제 및 역구조 페로브스카이트 태양전지
KR102319359B1 (ko) 유-무기 하이브리드 태양 전지
KR20200112531A (ko) 태양전지용 투명 전극 및 이를 포함하는 태양전지
KR20230130200A (ko) 고순도 세슘할라이드 제조방법 및 페로브스카이트 복합재
Soultati et al. Interfacial engineering for organic and perovskite solar cells using molecular materials
KR20230052558A (ko) 페로브스카이트 태양전지용 전자전달층 형성 코팅제, 이를 이용한 페로브스카이트 태양전지용 전자전달층 및 이를 포함하는 페로브스카이트 태양전지의 제조방법
KR101880153B1 (ko) 혼성 금속 산화물 및 그 형성 방법과 상기 혼성 금속 산화물을 포함하는 태양 전지
KR20230030747A (ko) 산화맥신 복합막, 이를 포함하는 고내구성 페로브스카이트 광전소자 및 이의 제조방법
EP4325589A1 (en) Perovskite solar cell and manufacturing method therefor
KR102585825B1 (ko) 고내구성 페로브스카이트 광전소자 및 이의 제조방법
KR102690507B1 (ko) 페로브스카이트 태양전지 및 이의 제조방법
KR102267155B1 (ko) 혼합된 듀얼 사이트를 포함하는 페로브스카이트 광전 소자
KR102653820B1 (ko) 탠덤형 페로브스카이트 태양전지 모듈의 제조방법
KR101982767B1 (ko) 태양 전지 및 그 제조 방법
CN118542082A (zh) 钙钛矿太阳能电池及其制备方法
KR20240014644A (ko) 델타상 페로브스카이트 결정체 합성방법 및 이 방법으로 제조된 델타상 페로브스카이트 결정체
KR20240109488A (ko) 페로브스카이트 광전변환소자, 이를 포함하는 페로브스카이트 태양전지 및 이의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant