• Rapid Communication in Photoscience
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• 제4권2호
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• pp.29-30
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• 2015

Since the first report on long-term durable perovskite solar cell in 2012, a surge of interest in perovskite solar cell has been received due to its superb photovoltaic performance exceeding 20%. $MAPbI_3$ ($MA=CH_3NH_3$) perovskite film is able to be prepared simply by solution processesof either sequential two-step or single step procedure. Since $MAPbI_3$ shows balanced charge transport property with micrometer scale charge diffusion length, it can be applied to any kind of junction structures. Mostly studied structure is mesoscopic structure employing mesoporous oxide layer in perovskite film. Photovoltaic performance is primarilyin fluenced by the quality of perovskite film but interfaces are equally important. In this mini review, emergence and evolution of perovskite solar cell are described.

• Current Photovoltaic Research
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• 제6권1호
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• pp.12-16
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• 2018

The interest in perovskite solar cells has been skyrocketed owing to their rapid progress in efficiency in recent years. Here, we report the effect of non-stoichiometry in the methylammonium lead trihalide ($MAPbI_3$) precursors used in a solution process with different MAI : $PbI_2$ ratios of 1 : 0.96, 1 : 1.10, 1 : 1.15, and 1:1.20. With an increase in the $PbI_2$ content, the $PbI_2$ secondary phase was found to form at grain boundary region of perovskite thin films, as evidenced by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). In terms of device performance, open-circuit voltage in particular is significantly improved with increasing the molar ratio of $PbI_2$, which is possibly ascribed to the reduction in recombination sites at grain boundary of perovskite and hence the prolonged life time of light-generated carriers according to the reported. As a result, the $PbI_2-excess$ devices exhibited a higher power conversion efficiency compared to the MAI-excess ones.

• Current Photovoltaic Research
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• 제8권2호
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• pp.60-65
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• 2020

In perovskite solar cells with planar heterojunction configuration, selection of proper charge-transporting layers is very important to achieve stable and efficient device. Here, we developed solution processible Cu doped NiO_x (Cu:NiO_x) thin film as a hole-transporting layer (HTL) in p-i-n structured methylammonium lead trihalide (MAPbI₃) perovskite solar cell. The transmittance and thickness of NiO_x HTL is optimized by control the spin-coating rate and Cu is additionally doped to improve the surface morphology of undoped NiO_x thin film and hole-extraction properties. Consequently, a perovskite solar cell containing Cu:NiO_x HTL with optimal doping ratio of Cu exhibits a power conversion efficiency of 14.6%.

• Current Optics and Photonics
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• 제2권6호
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• pp.514-518
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• 2018

Carrier diffusion length in the light-sensitive material is one of the key elements in improving the light-current conversion efficiency of solar-cell devices. In this paper, we measured the carrier diffusion length in lead-halide perovskite ($MAPbI_3$) and mixed lead-halide ($MAPbI_{3-x}Cl_x$) perovskite devices using scanning photocurrent microscopy (SPCM). The SPCM signal decreased as we moved the focused laser spot away from the metal contact. By fitting the data with a simple exponential curve, we extracted the carrier diffusion length of each perovskite film. Importantly, the diffusion length of the mixed-halide perovskite was higher than that of the halide perovskite film by a factor of 3 to 6; this is consistent with the general expectation that the carrier mobility will be higher in the case of the mixed lead-halide perovskites. Finally, the diffusion length was investigated as a function of applied bias for both samples, and analyzed successfully in terms of the drift-diffusion model.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.199.2-199.2
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• 2015

전이금속 칼코겐화합물(TMD)은 2차원 박막 물질로, 그래핀과 함께 차세대 사물인터넷에 적용할 수 있는 전자소자의 소재로 활용될 것으로 기대되고 있다. 특히 TMD는 그래핀과 다르게 1.2 eV 이상의 넓은 밴드갭을 지녀, 기존 실리콘 기반 반도체 소자를 대체할 차세대 물질로 각광받고 있다. TMD는 또한 실리콘 등의 3차원 반도체보다 광전효율이 뛰어나며, 이를 활용한 광전소자의 개발 및 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 TMD는 그 두께가 나노미터 단위로 매우 얇아 광흡수율이 매우 떨어지는 단점이 있다. 우리는 이러한 TMD 기반 광전소자의 광흡수율을 향상시키기 위해 광전효율이 매우 뛰어난 페로브스카이트(Perovskite)를 TMD 채널 위에 덮음으로써, 이종접합 광전소자를 구현하였다. TMD 물질은 이황화 몰리브데넘($MoS_2$)을 선택하였으며, 광흡수층으로 선택한 페로브스카이트는 $MAPbI_3$을 스핀 코팅을 통해 TMD 채널 층에 접합하였다. 우리는 Photoluminescence 및 UV-Vis 측정을 통해 페로브스카이트 및 페로브스카이트/$MoS_2$ 층의 광특성을 측정하여 페로브스카이트에서 생성된 광캐리어가 확산되어 $MoS_2$에 전달되는 것을 확인하였다. 우리는 추가로 4가지 서로 다른 파장대의 레이저(520, 655, 785, 850 nm)를 이용하여 페로브스카이트 광흡수층이 있을 때와 없을 때의 $MoS_2$ 광검출기의 성능 변화를 관찰하였다.

• 공업화학
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• 제33권1호
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• pp.78-82
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• 2022

무-유기 페로브스카이트 태양전지는 2009년 3.8%에서 2020년 25.5%로 급격한 광전변환효율 상승으로 실리콘 태양전지의 효율과 경쟁할 수준이 되었다. 하지만, 페로브스카이트의 구성성분 중 유기양이온인 메틸암모늄의 열화에 대한 취약성으로 인해 태양전지 소자의 안정성은 여전히 부족하여 상업화에 걸림돌이 되고 있다. 본 연구에서는 태양전지 소자의 광전변환효율의 감소를 최소화하면서 수분 안정성 향상을 위해 열화에 취약한 메틸암모늄의 일부를 소수성의 알킬 사슬이 긴 옥틸암모늄으로 소량 부분 도입하였다. 퓨리에 변환 적외선 흡수분광법과 자외선-가시광선 흡수분광법을 이용하여 옥틸암모늄이 페로브스카이트 결정 내에 도입되었을 확인하였다. 또한, 옥틸암모늄이 소량 부분 도입된 페로브스카이트 태양전지의 광전변환효율은 16.6%로 기존 페로브스카이트 태양전지(18.5%)에 비해 소폭 감소하였지만, 수분 안정성을 나타내는 접촉각은 57.0°에서 72.2°로 크게 향상되었음을 확인하였다. 본 연구는 소수성의 알킬사슬이 긴 유기 양이온을 도입하여 페로브스카이트 태양전지의 광전변환효율과 수분 안정성을 동시에 만족시키는 페로브스카이트 조성 기술 전략을 제공하고 있다.