KR20240039786A - 유무기 페로브스카이트 소자의 안정성을 향상시키는 페로브스카이트 버퍼레이어 형성방법 - Google Patents

유무기 페로브스카이트 소자의 안정성을 향상시키는 페로브스카이트 버퍼레이어 형성방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20240039786A
KR20240039786A KR1020220118567A KR20220118567A KR20240039786A KR 20240039786 A KR20240039786 A KR 20240039786A KR 1020220118567 A KR1020220118567 A KR 1020220118567A KR 20220118567 A KR20220118567 A KR 20220118567A KR 20240039786 A KR20240039786 A KR 20240039786A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
perovskite
buffer layer
lead
forming
group
Prior art date
Application number
KR1020220118567A
Other languages
English (en)
Inventor
양태열
김수아
Original Assignee
충남대학교산학협력단
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 충남대학교산학협력단 filed Critical 충남대학교산학협력단
Priority to KR1020220118567A priority Critical patent/KR20240039786A/ko
Publication of KR20240039786A publication Critical patent/KR20240039786A/ko

Links

Classifications

    • 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
    • H10K30/88—Passivation; Containers; Encapsulations
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G21/00—Compounds of lead
    • C01G21/16—Halides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G21/00—Compounds of lead
    • C01G21/21—Sulfides
    • 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
    • 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
    • H10K30/81—Electrodes
    • 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
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 페로브스카이트 구조의 납할로겐화물 박막의 높은 열적 안정성과 수분 및 산소 등의 외부환경에 대한 안정성을 가지게 하는 페로브스카이트 버퍼레이어의 형성방법에 관한 것이다.

Description

유무기 페로브스카이트 소자의 안정성을 향상시키는 페로브스카이트 버퍼레이어 형성방법{A method of forming a buffer layer to improve the stability of organic/inorganic perovskite devices}
본 발명은 유무기 하이브리드 페로브스카이트 기반 소자의 제조 기술 분야에 관한 것으로, 유무기 하이브리드 페로브스카이트 박막의 열적 안정성과 산소 및 수분에 대한 안정성을 향상시키는 페로브스카이트 버퍼레이어의 형성방법에 관한 것이다.
최근, 유무기 하이브리드 페로브스카이트 물질은 높은 광흡수율, 높은 외부양자효율(external quantum efficiency; EQE), 빠른 전하전달속도 및 용액공정의 활용가능성 등의 장점으로 인해 차세대 광전소자의 핵심물질로 각광받고 있다. 지난 10년간, 페로브스카이트 물질은 태양전지를 중심으로 많은 연구가 수행되었으며 최고 광전변환효율(photoelectric conversion efficiency; PCE)이 25%에 달하여 상용화를 앞두고 있다.
그러나, 실제 작동환경에서 페로브스카이트 물질의 열, 수분 및 산소와 같은 외부적 요인에 따른 내구성 저하 또는 결정구조 분해 등의 문제는 여전히 존재하며 이를 해결하기 위해 페로브스카이트 구성물질의 조성 조절, 페로브스카이트 필름의 패시베이션(passivation) 및 버퍼레이어(buffer layer) 형성을 포함한 많은 연구들이 수행되고 있다.
페로브스카이트 박막의 표면은 구조 결함이 다수 존재하고 수분 등의 외부환경에 의해 분해가 일어나기 쉽기 때문에 표면 패시베이션 또는 표면 버퍼레이어의 형성은 페로브스카이트 박막의 안정성을 향상시키기 위해 가장 널리 사용되는 접근법 중 하나이다. 현재까지 유기물 버퍼레이어 등이 페로브스카이트 표면 보호를 위하여 도입되었으나 이러한 유기물 버퍼레이어의 적층은 유기물 버퍼레이어와 페로브스카이트 박막간의 결합이 다소 약하며, 조밀하고 강한 결합을 가지는 유기물 버퍼레이어를 형성하는 기술은 난관에 봉착하고 있다.
또한, 금속산화물을 비롯한 무기물 버퍼레이어는 박막의 형태로 조밀하게 형성할 수 있고, 높은 기계적 강도를 가져 페로브스카이트 버퍼레이어로 더욱 적합하지만 전자/정공 이동도의 저하 등의 문제가 해결되고 있지 않은 실정이다.
본 발명은 페로브스카이트 구조의 납할로겐화물 박막의 높은 열적 안정성과 수분 및 산소 등의 외부환경에 대한 안정성을 가지게 하는 페로브스카이트 버퍼레이어의 형성방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 높은 열적 안정성과 수분 및 산소 등에 대한 안정성을 가지는 페로브스카이트 구조의 납할로겐화물 박막을 사용하는 광전소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면은 페로브스카이트 구조의 납할로겐화물 박막 상에 금속황화물 용액을 도포하는 도포단계; 및 상기 도포단계 이후 상기 납할로겐화물 박막과 상기 금속황화물을 반응시키는 반응단계; 를 포함하고, 상기 금속황화물 용액의 농도는 0.01 내지 10 mM이며, 상기 반응단계의 반응은 납할로겐화물 박막에 함유된 납 원자가 상기 금속황화물 용액에 함유된 황 원자와 반응하여 황화납 버퍼레이어를 형성하는 페로브스카이트 버퍼레이어 형성방법이다.
본 발명에 따른 페로브스카이트 버퍼레이어 형성방법에 있어, 상기 금속황화물 용액의 농도는 0.05 내지 1 mM일 수 있다.
본 발명에 따른 페로브스카이트 버퍼레이어 형성방법에 있어, 상기 납할로겐화물은 하기 화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 1]
ABX3
[화학식 2]
A2BX4
(상기 화학식 1 및 화학식 2에서, A는 C1-24의 직쇄 또는 측쇄의 알킬, 작용기가 치환된 C1-24 알킬, Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+, Fr+, Cu(I)+, Ag(I)+ 및 Au(I)+의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 1가 양이온을 포함하고, 상기 작용기가 치환된 C1-24 알킬은 아민기(-NH3), 수산화기(-OH), 시아노기(-CN), 할로겐기, 니트로기(-NO), 메톡시기(-OCH3) 및 이미다졸리움기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환되는 알킬기이며, B는 납 이온이고, X는 아이오딘, 브롬, 염소 또는 이들의 조합인 할로겐 음이온이다.)
본 발명에 따른 페로브스카이트 버퍼레이어 형성방법에 있어, 상기 황화납 버퍼레이어의 두께는 0.2 내지 50 nm일 수 있다.
본 발명에 따른 페로브스카이트 버퍼레이어 형성방법에 있어, 상기 반응단계는 열처리를 수반할 수 있다.
본 발명에 따른 페로브스카이트 버퍼레이어 형성방법에 있어, 상기 열처리는 80 내지 150 ℃의 온도범위로 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 페로브스카이트 버퍼레이어 형성방법에 있어, 상기 반응단계 직후에 반응잔여물을 제거하는 세정단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 페로브스카이트 버퍼레이어 형성방법에 있어, 상기 도포단계 및 반응단계를 단위공정으로, 상기 단위공정이 두 번 이상 반복하여 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 페로브스카이트 버퍼레이어 형성방법에 있어, 상기 단위공정 직후에 반응잔여물을 제거하는 세정단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 페로브스카이트 버퍼레이어 형성방법에 있어, 상기 금속황화물이 포함하는 금속은 알칼리 금속 및 알칼리 토금속을 포함하는 군에서 하나 이상 선택될 수 있다.
본 발명은 상술한 페로브스카이트 버퍼레이어 형성방법으로 형성된 페로브스카이트 버퍼레이어를 제공한다.
본 발명에 따른 페로브스카이트 소자는 기판; 상기 기판 상에 형성된 제1전극; 상기 제1전극 상에 형성된 페로브스카이트 구조의 납할로겐화물; 상기 납할로겐화물 상에 형성되는 상기 페로브스카이트 버퍼레이어; 및 상기 페로브스카이트 버퍼레이어 상에 형성된 제2전극을 포함하는 페로브스카이트 소자를 제공한다.
본 발명에 따른 페로브스카이트 소자는 태양전지, 광검출기 또는 발광 다이오드일 수 있다.
본 발명에 따른 페로브스카이트 버퍼레이어 형성방법은 페로브스카이트 구조의 납할로겐화물 박막의 수분, 산소 및 열에 대한 높은 안정성을 가지게 할 수 있다.
본 발명에 따른 페로브스카이트 버퍼레이어 형성방법을 사용한 페로브스카이트 소자는 높은 수분, 산소 및 열에 대한 높은 안정성을 가질 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 납할로겐화물 박막 상에 황화나트륨 용액을 사용하여 황화납 버퍼레이어를 형성시키는 과정을 나타낸 모식도이다.
도 2는 실시예 1 및 비교예 1에 따른 납할로겐화물 상에 증류수를 100 μl 떨어뜨린 후 상기 납할로겐화물의 상태를 관찰한 사진이다.
도 3은 실시예 2에 따른 페로브스카이트 태양전지의 구조를 나타낸 모식도이다.
도 4는 실시예 2 및 비교예 3에 따른 페로브스카이트 태양전지의 전압 대 전류밀도를 도시한 도면이다.
도 5는 실시예 2 및 비교예 2에 따른 페로브스카이트 태양전지를 85도에서 지속적으로 노출시켰을 때의 광전변환효율의 변화를 시간별로 도시한 도면이다.
도 6는 실시예 2 및 비교예 2에 따른 페로브스카이트 태양전지를 60 ℃및 상대습도 40%의 환경 하에서 지속적으로 노출시켰을 때의 광전변환효율의 변화를 시간별로 도시한 도면이다.
도 7은 실시예 2 및 비교예 4에 따른 페로브스카이트 태양전지를 상온의 공기중에 노출시켰을 때의 광전변환효율의 변화를 시간별로 도시한 도면이다.
본 명세서에 기재된 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 일 구현예에 따른 기술이 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 또한 일 구현예의 실시 형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 개시를 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
또한, 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다.
또한, 본 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서, 막(층), 영역 또는 구성요소 등의 부분이 다른 부분 “상에”, “상부에”, “상단에”, “하에”, “하부에”, “하단에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부분이 다른 부분에 접해 있는 경우 뿐만 아니라 두 부분 사이에 또 다른 부분이 존재하는 경우도 포함한다.
또한, 본 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 정도의 용어 “약”, “실질적으로” 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위하여 사용된다.
또한, 본원 명세서 전체에서, “하는 단계” 또는 “의 단계”는 “를 위한 단계” 를 의미하지 않는다.
또한, 본 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용된다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 수치 범위는 하한치와 상한치와 그 범위 내에서의 모든 값, 정의되는 범위의 형태와 폭에서 논리적으로 유도되는 증분, 이중 한정된 모든 값 및 서로 다른 형태로 한정된 수치 범위의 상한 및 하한의 모든 가능한 조합을 포함한다.
또한, 본 발명의 명세서에서 특별한 정의가 없는 한 실험오차 또는 값의 반올림으로 인해 발생할 가능성이 있는 수치범위 외의 값 역시 정의된 수치범위에 포함된다.
나아가, 본 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 특별히 한정하지 않는 한, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
본 발명자는 종래의 페로브스카이트 구조의 납할로겐화물이 수분, 산소 및 온도와 같은 외부환경에 취약하여 열화된다는 단점을 인식하였다. 이에 대한 원인을 연구하던 중, 상기 납할로겐화물의 할로겐 이온이 이동성이 강하여 층간 소재로 전이되어 금속전극과 반응하여 금속전극을 부식시킨다는 점을 발견하고 이를 해결하기 위하여 이에 대한 연구를 심화하였다. 그 결과, 본 발명자는 일 실시예에 따른 황화납 버퍼레이어가 상기 납할로겐화물 주변의 수분 또는 산소와 접촉하는 것을 막으며, 나아가 상기 납할로겐화물로부터 금속전극까지 할로겐 이온의 이동을 막는다는 것을 확인하였다. 또한, 일 실시예에 따른 황화납 버퍼레이어는 열과 수분에 안정적이며 상기 납할로겐화물과 높은 결합력으로 적층되어 버퍼레이어로써 더욱 우수함을 확인하였다.
이하, 본 발명의 페로브스카이트 버퍼레이어 제조방법에 대해 상세히 설명한다.
일 구현예에 따른 페로브스카이트 버퍼레이어 형성방법은 페로브스카이트 구조의 납할로겐화물 박막 상에 금속황화물 용액을 도포하는 도포단계; 및 상기 도포단계 이후 상기 납할로겐화물 박막과 상기 금속황화물을 반응시키는 반응단계; 를 포함하고, 상기 금속황화물의 농도는 0.01 내지 10 mM이며, 상기 반응단계의 반응은 납할로겐화물 박막에 함유된 납 원자가 상기 금속황화물 용액에 함유된 황 원자와 반응하여 황화납 버퍼레이어를 형성하는 방법이다.
상기 납할로겐화물은 페로브스카이트 구조로 ABX3의 화학식을 만족하는 3차원 입체구조의 페로브스카이트 구조, 또는 A2BX4의 화학식을 만족하는 2차원 평면구조의 페로브스카이트 구조일 수 있다. 상기 화학식에서 A는 C1-24의 직쇄 또는 측쇄의 알킬이온, 작용기가 치환된 C1-24 알킬이온, 리튬 이온(Li+), 나트륨 이온(Na+), 칼륨 이온(K+), 루비듐 이온(Rb+), 세슘 이온(Cs+), 프랑슘 이온(Fr+), 1가 구리 이온(Cu(I)+), 1가 은 이온(Ag(I)+) 및 1가 금 이온(Au(I)+)의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 1가 양이온을 포함하고, 상기 작용기가 치환된 C1-24 알킬은 아민기(-NH3), 수산화기(-OH), 시아노기(-CN), 할로겐기, 니트로기(-NO), 메톡시기(-OCH3) 및 이미다졸리움기(imidazolium; -C3H5N2)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환되는 알킬기일 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 A가 페로브스카이트 구조의 납할로겐화물을 조성하기에 적절한 양이온이며, 상기 납할로겐화물이 광전효과를 가지는 페로브스카이트 물질로서의 기능을 하게 하면 족하다.
상기 B는 납 이온일 수 있으며, 상기 X는 할로겐 이온으로써 플루오린(F), 염소(Cl), 브롬(Br) 및 아이오딘(I)을 포함하는 군에서 하나 이상 선택되는 것일 수 있다.
상술한 구조 및 조성의 납할로겐화물은 납할로겐화물의 밴드갭에 따라 특정 파장대역의 광 조사시 광전효과를 나타낼 수 있으며 이를 이용하여 소자를 구현할 수 있다. 상기 소자는 태양전지, 광검출기, 발광다이오드, 발광소자, 포토트랜지스터, 메모리소자 등일 수 있으나 상기 납할로겐화물을 포함함으로써 적용될 수 있는 소자라면, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 구현예에 따라, 상기 도포단계는 스핀 코팅(spin coating), 딥 코팅(dip coating), 스크린 프린팅(screen printing), 잉크젯 프린팅(inkjet printing), 정전수력학 프린팅(electrohydrodynamic printing), 그라비아 프린팅(gravure printing), 옵셋 프린팅(offset printing), 바 코팅(bar coating), 블레이드 코팅(blade coating), 콤마 코팅(comma coating), 롤 코팅(roll coating) 및 전기분무(electrospray)등 당업계에서 용액의 도포에 사용하는 일반적인 방법을 들 수 있으나, 본 발명이 도포방법에 의해 제한되지는 않으며 상기 금속황화물 용액이 상기 납할로겐화물 상에 넓게 접촉하게 하여 반응을 원활하게 할 수 있는 방법이면 족하다.
일 구현예에 따라, 상기 반응단계는 상기 납할로겐화물 박막의 표면에 존재하는 납 이온과 상기 금속황화물의 황 이온이 반응하여 황화납 층이 형성되는 것일 수 있다. 용액 상에서 해리된 황 이온은 납 이온과의 강한 결합에너지를 가지고 있어 납할로겐화물 표면의 페로브스카이트 구조를 분해하고 황화납 층을 형성할 수 있다. 상기 반응단계에서 형성된 황화납 페로브스카이트 버퍼레이어는 조밀한 구조로 납할로겐화물 표면을 덮어 외부의 수분과 산소를 차단하는 보호막을 형성할 수 있으며, 전자 또는 정공의 이동이 가능한 정도의 얇은 두께와 적절한 에너지준위를 가질 수 있다.
따라서, 일 구현예에 따른 상기 페로브스카이트 버퍼레이어의 두께는 0.2 nm 이상, 0.3 nm 이상, 0.5 nm 이상 또는 1 nm 이상일 수 있으며 상한으로는 50 nm 이하, 20 nm 이하, 10 nm 이하 또는 5 nm 이하일 수 있다. 구체적으로, 0.2 내지 50 nm, 구체적으로, 0.5 내지 10 nm, 유리하게는, 1 내지 5 nm 일 수 있다.
상기 페로브스카이트 버퍼레이어의 두께는 페로브스카이트 버퍼레이어의 평균 두께를 의미하는 것으로, 상기 페로브스카이트 버퍼레이어의 평균 두께가 1 nm 미만일 경우, 페로브스카이트 버퍼레이어가 균일하게 적층되지 않았음을 의미할 수 있으며, 이에 따라 상기 납할로겐화물 표면의 일부가 상기 금속황화물과 반응하지 않고 외부로 드러나게 될 수 있어 외부로부터 수분과 산소의 차단이 원활하지 않을 수 있다. 또한, 상기 페로브스카이트 버퍼레이어의 두께가 50 nm를 초과할 경우, 전자 또는 정공의 이동이 원활하지 못해 소자의 구현이 어려울 수 있다.
따라서, 상기 페로브스카이트 버퍼레이어가 상술한 범위의 두께를 가질 때, 전자 또는 정공의 이동이 용이할 수 있으며 외부로부터 수분과 산소를 차단하는 보호층의 효과를 가질 수 있다.
또한, 유리한 일 예로, 상기 페로브스카이트 버퍼레이어는 상기 금속황화물이 오직 상기 납할로겐화물의 표면상에서만 완전히 반응하여 황화납 단일 분자층으로 이루어질 수 있으며 이 때 상기 페로브스카이트 버퍼레이어의 두께는 0.2 내지 1 nm일 수 있다.
일 구현예에 따른 상기 반응단계는 열처리를 수반할 수 있다. 상기 열처리는 30 ℃이상, 40 ℃이상, 50 ℃이상, 60 ℃이상, 70 ℃또는 80 ℃이상일 수 있으며 상한으로는, 170 ℃이하, 160 ℃이하, 150 ℃이하일 수 있다. 구체적으로, 30 내지 170 ℃구체적으로, 50 내지 160 ℃유리하게는, 80 내지 150 ℃일 수 있다.
상기 열처리는 납할로겐화물 표면의 납 이온과 금속황화물 용액의 황 이온의 반응을 더 원활하게 하기 위한 열처리로써 상술한 온도범위에서 수행될 때 납할로겐화물의 열분해가 일어나지 않으면서도 납 이온과 황 이온의 반응을 원활하게 할 수 있다.
일 구현예에 따른 상기 금속황화물은 알칼리 금속 및 알칼리 토금속을 포함할 수 있으며 상기 알칼리 금속 및 알칼리 토금속은 리튬, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘, 베릴륨, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 및 바륨을 포함하는 군에서 선택되는 하나 이상의 금속일 수 있다. 황 원자가 알칼리 금속 이온 및 알칼리 토금속 이온과 이온결합된 상기 금속황화물은 용액상에서 해리되어 상기 납할로겐화물의 표면과의 반응시 황 이온을 다량 제공할 수 있다. 또한, 용액상에서 해리되어 황 원자를 원활하게 제공할 수 있는 황화물이라면 어떠한 황화물이라도 본 발명의 일 구현예로 사용할 수 있음은 물론이다.
일 구현예에 따른 상기 금속황화물은 알코올, 약산 또는 암모니아 등의 극성용매에 용해하여 해리될 수 있다. 이 때, 상기 극성용매는 상기 납할로겐화물과 반응하여 상기 납할로겐화물이 분해되지 않도록 적절히 선택되어야 한다. 유리한 일 구현예로, 상기 금속황화물은 아이소프로필 알코올일 수 있으며 상기 금속황화물은 아이소프로필 알코올 상에서 대부분 해리되며, 유리한 일 예로, 아이소프로필 알코올이 상기 납할로겐화물과 반응하지 않아 적절한 극성용매이다.
일 구현예에 따라, 상기 금속황화물을 상기 극성용매에 용해하여 금속황화물 용액을 제조할 수 있다. 이 때, 상기 금속황화물 용액의 농도는 0.001 mM 이상, 0.01 mM 이상, 0.05 mM 이상, 0.1 mM 이상, 0.15 mM 이상 또는 0.2 mM 이상일 수 있으며, 상한으로는 10 mM 이하, 5 mM 이하 또는 1 mM 이하일 수 있다. 구체적으로, 0.001 내지 10 mM, 구체적으로, 0.01 내지 5 mM, 유리하게는, 0.05 내지 1 mM일 수 있다.
상기 금속황화물 용액의 농도가 0.001 mM 보다 낮을 때는 용액 상에서 해리되는 황 원자가 적어 상기 금속황화물 용액과 상기 납할로겐화물 표면간의 반응이 원활하게 일어나지 않을 수 있으며, 상기 금속황화물 용액의 농도가 10 mM을 초과할 때는 상기 금속황화물 용액과 상기 납할로겐화물 표면간의 반응이 과량으로 일어나 황화납 버퍼레이어가 균일하지 않고 두껍게 적층될 수 있다. 따라서, 상술한 농도의 금속황화물 용액을 사용하여 상기 도포단계 및 상기 반응단계를 수행하여 조밀하고 균일하며 상술한 두께를 가지는 황화납 버퍼레이어를 형성할 수 있다.
바람직한 일 구현예에 따른 상기 페로브스카이트 버퍼레이어 형성방법은 상기 도포단계 및 반응단계를 단위공정으로, 상기 단위공정이 두 번 이상 반복하여 수행될 수 있다. 상기 도포단계 및 반응단계 후, 납할로겐화물 표면에 미처 반응하지 못한 잔여 납 이온이 존재할 수 있고, 미 반응된 납 이온이 외부의 수분 및 산소에 노출됨에 따라 상기 페로브스카이트 버퍼레이어가 본 발명의 기술적 사상에 따른 효과를 제공하지 못할 수 있다. 따라서, 상기 도포단계와 반응단계를 두 번 이상 반복함에 따라 납할로겐화물 표면의 납 이온을 전부 황 이온과 반응하게 하여 조밀하고 균일한 황화납 버퍼레이어를 형성할 수 있다. 이 때, 상기 단위공정의 반복 횟수는 납할로겐화물 표면의 납 이온이 전부 황 이온과 반응하게 할 수 있는 횟수이면 족하다.
일 구현예에 따른 상기 페로브스카이트 버퍼레이어 형성방법은 상기 반응단계 직후에 반응잔여물을 제거하는 세정단계를 더 포함할 수 있다. 상기 반응단계 후, 상기 납할로겐화물의 할로겐 이온과 금속황화물에 함유된 금속이온은 납할로겐화물 표면 상에 잔여물로 남을 수 있다. 이 때, 상기 반응잔여물을 제거함으로써 상기 황화납 버퍼레이어의 표면 거칠기 등이 낮아질 수 있어 상기 황화납 버퍼레이어 상에 타 층을 적층할 때 유리할 수 있다. 또한, 상기 단위공정이 두 번 이상 반복될 때, 상기 단위공정 직후 상기 세정단계 또한 반복하여 수행할 수 있음은 물론이다.
상기 세정단계에 사용되는 세정방법은 당업계에서 잔여물의 세정에 사용하는 일반적인 방법이면 족하나, 세정단계에서 상기 납할로겐화물 및 상기 황화납 버퍼레이어가 물리적 또는 화학적으로 분해되지 않도록 적절히 선택되어야 한다. 유리한 일 예로, 상기 세정단계는 스핀 코팅일 수 있으며, 상기 세정단계에 사용하는 용매는 아이소프로필 알코올일 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
상술한 페로브스카이트 버퍼레이어 형성방법으로 형성된 페로브스카이트 버퍼레이어는 페로브스카이트 구조의 납할로겐화물이 외부의 수분, 산소 또는 열로 인한 열화를 방지하며, 이를 사용하여 외부 환경으로부터 안정성이 높은 소자를 제작할 수 있다.
이하, 본 발명의 페로브스카이트 버퍼레이어 제조방법을 사용해 형성한 페로브스카이트 버퍼레이어를 사용한 페로브스카이트 소자에 대해 상세히 설명한다.
일 구현예에 따른 페로브스카이트 소자는 기판; 상기 기판 상에 형성된 제1전극; 상기 제1전극 상에 형성된 페로브스카이트 구조의 납할로겐화물; 상기 납할로겐화물 상에 형성되는 상기 페로브스카이트 버퍼레이어; 및 상기 페로브스카이트 버퍼레이어 상에 형성된 제2전극; 을 포함한다.
상기 일 구현예에 따른 페로브스카이트 소자의 구성요소를 서술함에 있어, 상기 납할로겐화물 및 상기 페로브스카이트 버퍼레이어는 앞서 상술한 페로브스카이트 버퍼레이어 제조방법과 기술적으로 유사함에 따라, 상기 납할로겐화물 및 상기 페로브스카이트 버퍼레이어는 앞서 페로브스카이트 버퍼레이어 제조방법에서 상술한 모든 내용을 포함한다.
일 구현예에 따라, 상기 제1전극은 상기 납할로겐화물과 오믹(ohmic)접합되는 전도성 전극이면 무방하다. 비 한정적인 일 예로, 상기 제1전극은 투명 전도성 전극일 수 있으며, 상기 투명 전도성 전극은 불소 함유 산화주석(FTO; Fluorine doped Tin Oxide), 인듐 함유 산화주석(ITO; Indium doped Tin Oxide), 산화 아연, 탄소나노튜브(carbon nanotube), 그래핀(graphene) 및 이들의 복합물로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제2전극은 상기 페로브스카이트 버퍼레이어와 오믹접합되는 전도성 전극일 수 있으며 상기 제1전극과의 일함수(work function)가 상이하여 상기 페로브스카이트 구조의 납할로겐화물에서 광전효과로 발생한 전자 및 정공이 제1전극 및 제2전극 각각에 전달되어 광전류가 발생할 수 있으면 무방하다. 비 한정적인 일 예로, 상기 제2전극은 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 탄소, 황화코발트, 황화구리, 산화니켈 및 이들의 복합물로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
이에, 상술한 페로브스카이트 소자의 구성을 포함하여 페로브스카이트 태양전지, 광검출기, 발광다이오드, 포토트랜지스터 또는 메모리소자 등을 구현할 수 있으며 각 구성요소의 상부에 전자전달층 또는 정공전달층이 더 적층되어 소자의 성능을 향상시킬 수 있음은 물론이다.
비 한정적인 일 예로, 상기 전자전달층은 전자전도성 유기물 또는 무기물일 수 있다. 구체적으로, 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline(BCP)와 같은 전자전도성 유기박막 또는 타이타늄 산화물, 아연 산화물, 인듐 산화물, 주석 산화물, 텅스텐 산화물, 나이오븀 산화물, 몰리브데넘 산화물, 마그네슘 산화물, 지르코늄 산화물, 스트론튬 산화물, 란타넘 산화물, 바나듐 산화물, 알루미늄 산화물, 이트륨 산화물, 갈륨 산화물 또는 이들의 복합물 등과 같은 금속산화물 박막일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 종래 페로브스카이트 소자에서 전자의 전도를 위해 통상적으로 사용되는 물질 층이면 족하다.
비 한정적인 일 예로, 상기 정공전달층은 정공전도성 유기물 또는 무기물일 수 있다. 구체적으로, poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate(PEDOT:PSS) 또는 copper phthalocyanine(CuPc)등과 같은 정공전도성 유기박막 또는 텅스텐 산화물, 몰리브데넘 산화물, 바나듐 산화물, 니켈산화물 또는 이들의 복합물 등과 같은 금속산화물 박막일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 종래 페로브스카이트 소자에서 정공의 전도를 위해 통상적으로 사용되는 물질 층이면 족하다.
이하, 실시예 및 실험예를 하기에 구체적으로 예시하여 설명한다. 다만, 후술하는 실시예 및 실험예는 일부를 예시하는 것일 뿐, 본 명세서에 기재된 기술이 이에 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide; ITO) 전극이 적층된 유리기판을 아세톤, 아이소프로필 알코올로 세척하고 자외선-오존(UV-Ozone) 표면세정기를 사용하여 15분동안 표면처리 하였다.
이후, 정공 수송층 적층을 위해 니켈 산화물 나노입자가 분산된 용액 180 μl를 상기 인듐 주석 산화물 전극 상에 도포하여 4000 R.P.M.으로 30초간 스핀 코팅한 뒤 상기 유리기판을 300 ℃에서 1시간 30분 동안 열처리하였다.
그 후, [4-(3,6-dimethyl-9H-carbazol-9-yl)butyl]phosphonic acid(Me-4PACz) 0.15mg을 에탄올 1ml에 용해한 용액 200 μl를 상기 니켈 산화물층 상에 도포하고 3000rpm에서 30초간 스핀 코팅한 후 100 ℃에서 10분간 열처리하였다.
CsI 0.0169g, FAI 0.1788g, MABr 0.0291g, PbBr2 0.0954g, PbI2 0.4795g를 0.8mL의 디메틸포름아미드(N, N-dimethylformamide; DMF)와 0.2mL의 디메틸설폭시드(dimethysulfoxide; DMSO)에 용해한 페로브스카이트 전구체 용액을 상기 Me-4Paz 층 상에 도포하고 상기 기판을 5000 R.P.M. 에서 60초간 으로 회전시키며 디에틸에테르(diethyl ether) 1 ml를 회전 중 도포하였다. 그 후, 상기 기판을 100 ℃에서 60분간 열처리하여 페로브스카이트 구조의 납할로겐화물을 결정화시켰다.
황화나트륨 0.023 mg을 아이소프로필 알코올 1 ml에 용해한 금속황화물 용액(0.3 mM)을 상기 페로브스카이트 구조의 납할로겐화물 상에 3000 R.P.M. 에서 30초간 회전시키며 회전 중 도포하였다. 그 후, 100 ℃에서 60초간 열처리하여 상기 납할로겐화물 표면의 아이오딘화납과 상기 황화나트륨이 반응하여 황화납 버퍼레이어가 형성되도록 하였다.
그 후, 상기 기판을 3000 R.P.M. 에서 30초간 회전시키며 아이소프로필 알코올을 도포하여 반응잔여물을 제거하는 세정단계를 수행하고 다시 100 ℃ 에서 5분간 열처리하여 황화납 버퍼레이어의 적층을 완료하였다.
(실시예 2)
실시예 1에서, 상기 황화납 버퍼레이어 상에 C60을 20 nm의 두께로 열기상증착기를 사용하여 1 x 10-7 Torr의 저압 상태에서 적층하였다.
그 후, 상기 C60 전자수송층 상에 열기상증착기를 사용하여 산화주석 층을 10 nm의 두께로 적층한 뒤, 인듐 주석 산화물을 스퍼터(sputter)를 사용하여 적층하고, 끝으로 은 박막을 열기상증착기를 사용하여 적층하여 황화납 버퍼레이어가 포함된 페로브스카이트 태양전지를 제작하였다.
(실시예 3)
실시예 2에서, 금속황화물 용액의 농도를 0.8 mM로 제조한 것을 제외하고, 실시예 2와 동일하게 페로브스카이트 태양전지를 제작하였다.
(실시예 4)
실시예 2에서, 상기 황화납 버퍼레이어 형성 및 세정단계를 4회 반복하는 것을 제외하고, 실시예 2와 동일하게 페로브스카이트 태양전지를 제작하였다.
(비교예 1)
실시예 1에서, 황화납 버퍼레이어를 형성하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 황화납 버퍼레이어의 적층을 완료하였다.
(비교예 2)
실시예 2에서, 황화납 버퍼레이어를 형성하는 것을 제외하고, 실시예 2와 동일한 방법으로 페로브스카이트 태양전지를 제작하였다.
(비교예 3)
실시예 2에서, 금속황화물 용액의 농도를 3 mM로 제조한 것을 제외하고, 실시예 2와 동일한 방법으로 페로브스카이트 태양전지를 제작하였다.
(비교예 4)
실시예 2에서, 세정단계를 수행하는 것을 제외하고, 실시예 2와 동일한 방법으로 페로브스카이트 태양전지를 제작하였다.
(실험예 1)
실시예 1(with PbS) 및 비교예 1(No PbS)에 따른 기판의 상부에 증류수를 100 μl 떨어뜨린 후 상기 납할로겐화물의 상태를 관찰한 사진을 도 2에 도시하였다.
증류수를 떨어뜨리기 전(좌측)과 증류수를 떨어뜨리고 난 후(우측)의 사진을 비교하였을 때, 비교예 1의 방법으로 제작한 납할로겐화물은 황색으로 변하는 것을 확인할 수 있었다. 그러나, 실시예 1의 방법으로 제작한 납할로겐화물은 황화납 버퍼레이어가 증류수의 함입을 방지하여 페로브스카이트 결정이 분해되지 않는 것을 볼 수 있었다. 이는 증류수에 의해 페로브스카이트 결정이 분해되어 아이오딘화납(황색) 및 브롬화납(흰색)을 생성하게 되어 발생하는 효과인 것으로 사료된다. 이를 통해 상기 황화납 버퍼레이어가 납할로겐화물 페로브스카이트 박막 상에 조밀하고 균일하게 적층되어 수분의 함입을 효과적으로 방지하는 것을 확인할 수 있었다.
(실험예 2)
실시예 2(Na2S 0.3 mM) 및 비교예 3(Na2S 3 mM)에 따른 페로브스카이트 태양전지의 광전기적 특성을 분석하기 위해 실시예 2 및 비교예 3에 따른 페로브스카이트 태양전지의 전압 대 전류밀도를 나타낸 그래프를 도 4에 도시하였다.
비교예 3의 페로브스카이트 태양전지는 페로브스카이트 버퍼레이어 형성시 금속황화물의 높은 농도로 인해 상기 황화납 버퍼레이어의 두께가 과도하게 적층되어 낮은 개방전압, 낮은 단락전류를 및 낮은 필 팩터(fill factor)를 나타낸 반면, 실시예 2의 페로브스카이트 태양전지는 적절한 두께의 황화납 버퍼레이어로 인해 높은 개방전압, 높은 단락전류 및 높은 필 팩터를 가지는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 실시예 및 비교예에 따른 페로브스카이트 태양전지의 성능 지표를 아래 [표 1]에 나타내었다.
개방전압
(V)		 단락전류밀도
(mA/cm2)		 필팩터 제작 직후 광전변환효율
(%)		 외부환경노출※ 후 광전변환효율
(%)
실시예 2 1.11 19.71 0.74 16.12 14.55
실시예 3 1.09 19.65 0.72 15.41 13.02
실시예 4 1.11 19.67 0.69 15.02 13.54
비교예 2 1.05 19.51 0.69 14.32 11.41
비교예 3 0.97 13.09 0.43 5.45 5.03
비교예 4 1.09 19.57 0.75 16.00 11.21
※ 외부환경노출 조건은 60 ℃, 습도 40% 및 48시간
(실험예 3)
실시예 2(with PbS) 및 비교예 2(No PbS)에 따른 페로브스카이트 태양전지의 열 안정성을 분석하기 위해 질소 분위기의 글로브박스 내에서 85 ℃의 온도를 지속적으로 가한 실시예 2 및 비교예 2의 페로브스카이트 태양전지의 광전변환효율을 시간별로 나타낸 그래프를 도 5에 도시하였다.
실시예 2의 페로브스카이트 태양전지는 황화납 버퍼레이어로 인해 열로 인한 페로브스카이트 구조의 납할로겐화물의 산화를 방지하여 더 높은 효율이 오랜시간 지속된 반면, 비교예 2의 페로브스카이트 태양전지는 85 ℃의 고온 환경에서 광전변환효율이 크게 떨어지는 것을 확인하였다. 이를 통해 황화납 버퍼레이어가 페로브스카이트의 열 안정성을 높여준다는 것을 확인할 수 있었다.
(실험예 4)
실시예 2(with PbS) 및 비교예 2(No PbS)에 따른 페로브스카이트 태양전지의 수분 안정성을 분석하기 위해 60 ℃ 및 상대습도 40%의 환경 하에서 지속적으로 노출된 실시예 2 및 비교예 2의 페로브스카이트 태양전지의 광전변환효율을 시간별로 나타낸 그래프를 도 6에 도시하였다.
실시예 2의 페로브스카이트 태양전지는 황화납 버퍼레이어가 수분의 함입을 방지하여 광전변환효율이 20시간 후에도 초기 효율의 80%를 유지한 반면, 비교예 2의 페로브스카이트 태양전지는 20시간 후 광전변환효율이 초기효율의 60%까지 감소한 것을 확인하였다. 이는 황화납 버퍼레이어가 없는 납할로겐화물이 높은 습도의 환경에 노출될 경우, 수분의 함입에 의해 납할로겐화물의 페로브스카이트 구조가 붕괴되며 일어나는 현상인 것으로 사료된다. 이를 통해 황화납 버퍼레이어가 페로브스카이트의 수분 안정성을 높여준다는 것을 확인할 수 있었다.
(실험예 5)
실시예 2(washed) 및 비교예 4(not washed)에 따른 태양전지의 공기 중 안정성을 비교하기 위해 실시예 2 및 비교예 4에 따른 페로브스카이트 태양전지를 상온의 공기중에 노출시켰을 때의 광전변환효율의 변화를 시간별로 나타낸 그래프를 도 7에 도시하였다.
황화납 버퍼레이어를 납할로겐화물 표면에 형성하게 될 때, 반응 부산물인 금속할로겐화물이 표면에 잔여물로 남게 되고 이는 페로브스카이트 및 상부 전극으로 확산되며 공기 중 안정성을 떨어뜨리게 될 수 있다. 따라서 실시예 2와 같이 황화납 버퍼레이어를 형성한 후 세정단계를 더 수행함으로써 페로브스카이트 태양전지의 공기 중 안정성이 더 높아짐을 볼 수 있었다.
이상과 같이 본 명세서에서는 특정된 사항들과 한정된 실시예에 의해 본 발명이 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 명세서에 기재된 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 명세서에 기재된 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (13)

  1. 페로브스카이트 구조의 납할로겐화물 박막 상에 금속황화물 용액을 도포하는 도포단계; 및 상기 도포단계 이후 상기 납할로겐화물 박막과 상기 금속황화물을 반응시키는 반응단계; 를 포함하고,
    상기 금속황화물 용액의 농도는 0.01 내지 2 mM이며,
    상기 반응단계의 반응은 납할로겐화물 박막에 함유된 납 원자가 상기 금속황화물 용액에 함유된 황 원자와 반응하여 황화납 버퍼레이어를 형성하는 것인, 페로브스카이트 버퍼레이어 형성방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 금속황화물 용액의 농도는 0.05 내지 1 mM인, 페로브스카이트 버퍼레이어 형성방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 납할로겐화물은 하기 화학식1 또는 화학식2로 표시되는 화합물인, 페로브스카이트 버퍼레이어 형성방법.
    [화학식 1]
    ABX3
    [화학식 2]
    A2BX4
    (상기 화학식 1 및 화학식 2에서, A는 C1-24의 직쇄 또는 측쇄의 알킬, 작용기가 치환된 C1-24 알킬, Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+, Fr+, Cu(I)+, Ag(I)+ 및 Au(I)+의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 1가 양이온을 포함하고, 상기 작용기가 치환된 C1-24 알킬은 아민기(-NH3), 수산화기(-OH), 시아노기(-CN), 할로겐기, 니트로기(-NO), 메톡시기(-OCH3) 및 이미다졸리움기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환되는 알킬기이며, B는 납 이온이고, X는 아이오딘, 브롬, 염소 또는 이들의 조합인 할로겐 음이온이다.)
  4. 제1항에 있어서,
    상기 황화납 버퍼레이어의 두께는 0.2 내지 50 nm인, 페로브스카이트 버퍼레이어 형성방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 반응단계는 열처리를 수반하는, 페로브스카이트 버퍼레이어 형성방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 열처리는 80 내지 150 ℃온도범위로 수행되는, 페로브스카이트 버퍼레이어 형성방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 반응단계 직후에 반응잔여물을 제거하는 세정단계를 더 포함하는, 페로브스카이트 버퍼레이어 형성방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 도포단계 및 반응단계를 단위공정으로, 상기 단위공정이 두 번 이상 반복하여 수행되는, 페로브스카이트 버퍼레이어 형성방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 단위공정 직후에 반응잔여물을 제거하는 세정단계를 더 포함하는, 페로브스카이트 버퍼레이어 형성방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 금속황화물이 포함하는 금속은 알칼리 금속 및 알칼리 토금속을 포함하는 군에서 하나 이상 선택되는, 페로브스카이트 버퍼레이어 형성방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 페로브스카이트 버퍼레이어 형성방법으로 형성된 페로브스카이트 버퍼레이어.
  12. 기판; 상기 기판 상에 형성된 제1전극; 상기 제1전극 상에 형성된 페로브스카이트 구조의 납할로겐화물; 상기 납할로겐화물 상에 형성되는 제11항에 기재된 페로브스카이트 버퍼레이어; 및 상기 페로브스카이트 버퍼레이어 상에 형성된 제2전극; 을 포함하는 페로브스카이트 소자.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 소자는 태양전지, 광검출기, 또는 발광 다이오드인, 페로브스카이트 소자.
KR1020220118567A 2022-09-20 2022-09-20 유무기 페로브스카이트 소자의 안정성을 향상시키는 페로브스카이트 버퍼레이어 형성방법 KR20240039786A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220118567A KR20240039786A (ko) 2022-09-20 2022-09-20 유무기 페로브스카이트 소자의 안정성을 향상시키는 페로브스카이트 버퍼레이어 형성방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220118567A KR20240039786A (ko) 2022-09-20 2022-09-20 유무기 페로브스카이트 소자의 안정성을 향상시키는 페로브스카이트 버퍼레이어 형성방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240039786A true KR20240039786A (ko) 2024-03-27

Family

ID=90480614

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220118567A KR20240039786A (ko) 2022-09-20 2022-09-20 유무기 페로브스카이트 소자의 안정성을 향상시키는 페로브스카이트 버퍼레이어 형성방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20240039786A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Nakka et al. Analytical review of spiro‐OMeTAD hole transport materials: paths toward stable and efficient perovskite solar cells
KR101962168B1 (ko) 무 /유기 하이브리드 페로브스카이트 화합물 막의 제조방법
Ahmad et al. Recent progress in cathode interlayer materials for non‐fullerene organic solar cells
Hamed et al. Mixed halide perovskite solar cells: progress and challenges
KR101893493B1 (ko) 무/유기 하이브리드 페로브스카이트 화합물 전구물질
EP3320571B1 (en) Perovskite material layer processing
KR101810155B1 (ko) 고효율 페로브스카이트 화합물계 막의 제조방법 및 이를 포함하는 태양전지
EP3306691B1 (en) Organic-inorganic composite solar cell
KR20180137431A (ko) 와이드 밴드갭을 포함하는 페로브스카이트계 태양전지 및 이의 제조방법
US20160365525A1 (en) Photoelectric conversion element and method for manufacturing the same
JP2019169615A (ja) 太陽電池
US20130291941A1 (en) Solid-State Dye-Sensitized Solar Cell Using Sodium or Potassium Ionic Dopant
KR20220163056A (ko) 대면적 페로브스카이트 박막의 제조방법 및 이에 의해 제조된 페로브스카이트 태양전지모듈
KR20220106173A (ko) 페로브스카이트 반도체 장치에서의 금속 산화물 나노입자 전자 수송 층
KR102009471B1 (ko) 향상된 산소 안정성을 갖는 페로브스카이트 태양전지 및 이의 제조방법
US20220158104A1 (en) Perovskite precursor composition, method of preparing perovskite film, perovskite film and perovskite solar cell
KR20240039786A (ko) 유무기 페로브스카이트 소자의 안정성을 향상시키는 페로브스카이트 버퍼레이어 형성방법
OLTHOF et al. Metal-oxide interface materials for organic and perovskite solar cells
JP6835417B2 (ja) 有機−無機複合太陽電池の製造方法
US11626258B2 (en) Solar cell
KR20190073885A (ko) 전자전달체, 이를 포함하는 페로브스카이트계 태양전지 및 이의 제조방법
KR20190037463A (ko) 페로브스카이트 태양전지용 구조체, 향상된 광안정성을 보이는 페로브스카이트 태양전지 및 이의 제조방법
EP3428988B1 (en) Organic-inorganic hybrid solar cell
岡本裕二 et al. Production and efficiency improvement of perovskite solar cells using the new 3-step method
JP2024066683A (ja) 光電変換素子用材料、及び光電変換素子

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal