• Current Photovoltaic Research
• /
• 제8권2호
• /
• pp.60-65
• /
• 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%.

• 한국콘텐츠학회논문지
• /
• 제21권12호
• /
• pp.918-925
• /
• 2021

페로브스카이트 태양전지는 기존의 실리콘 태양전지를 대체하는 차세대 태양전지로서, 페로브스카이트 구조를 가진 유-무기 하이브리드 물질을 광 활성층으로 사용하는 태양전지 소자로 고효율, 저가의 용액 공정 및 저온 공정에 유리한 장점들을 가지고 있으며 지난 10년간 빠른 효율 향상을 보여주었다. 이러한 페로브스카이트 태양전지의 상용화 과정에서 대면적 코팅 방법에 대해서 연구개발이 진행되어야 한다. 대면적 페로브스카이트 태양전지 대면적 코팅 방법 중 하나로 슬롯-다이 코팅방법에 대해서 연구 진행하였다. 메니스커스를 이용하여 기판 위를 지나가며 용액을 코팅하는 방법으로 3D printer에 메니스커스를 장착하여 코팅을 할 수 있도록 하였다. 코팅 시 작용하는 변수로는 bed 온도, coating speed, N₂ blowing간격, N₂ blowing 높이, N₂ blowing세기등이 있으며 이를 조절하여 페로브스카이트 흡수층을 제작 진행하였으며, 대면적 소자 제작을 위한 코팅 조건을 최적화 하였다.

• 공업화학
• /
• 제35권2호
• /
• pp.100-106
• /
• 2024

NiO와 페로브스카이트 사이의 전하 이동과 계면특성을 개선하기 위해, 솔-젤로 제조된 NiO를 [2-(9H-carbazol-9-yl)ethyl] phosphonic acid (2PACz)으로 개질한다. 2PACz의 인산기(head group)는 NiO 표면의 수산화기(-OH)와 응축 반응을 통해 결합되며, 더 깊은 가전자대가 형성되면서 페로브스카이트 층의 가전자대와 에너지밴드가 더 잘 일치하게 되어 생성된 전하의 재결합이 억제되고 에너지 손실이 감소하게 된다. 더불어, 페로브스카이트의 표면 및 페로브스카이트/정공 전달층 계면에 핀홀이 없는 고질의 페로브스카이트 필름이 형성된다. 결과적으로, 13.69%의 효율을 나타내는 NiO 기반 소자와 비교했을 때, 최적의 2PACz으로 개질된 NiO 기반 소자는 17.08%의 높은 효율을 보여주며, 공기 조건에서 더 뛰어난 안정성을 보여준다.

• 공업화학
• /
• 제35권2호
• /
• pp.128-133
• /
• 2024

안티솔벤트를 이용한 결정화는 밀도 높고 균일한 페로브스카이트 필름을 얻는 효과적인 접근 방법이나, 일반적으로 사용되는 chlorobenzene (CB)과 같은 안티솔벤트는 독성을 가지며, 공기 중에서 페로브스카이트 결정화의 제어가 용이하지 않다. 본 연구에서는 공기 중 공정에 적합하며 친환경적인 안티솔벤트인 isopropyl acetate (IA)를 사용하여 페로브스카이트 태양전지를 제작하고자 하며 사이아노기, 카보닐기 및 벤젠 고리와 같은 작용기를 포함한 ethyl-4-cyanocinnamate (E4CN)을 안티솔벤트에 첨가제로 사용함으로서 성능 및 안정성을 개선하고자 한다. E4CN과 페로브스카이트 결함과의 상호작용으로 페로브스카이트 필름에 존재하는 un-coordinated Pb²⁺ 및 I₂ 결함을 제어할 수 있으며 이로 인한 재조합의 억제와 전하추출의 개선을 관찰할 수 있다. 그 결과 E4CN을 사용한 페로브스카이트 소자는 기준 소자 대비 개선된 18.89%의 최대 전력 변환 효율을 보여준다. 더불어, 기준 소자의 경우, 소자효율이 시간에 따라 급격히 감소하여 200 시간 후 효율값이 0%까지 저하되지만 E4CN이 도입된 소자의 경우, 300 시간 후 초기 광전변환효율의 60%를 유지하는 개선된 안정성을 보여준다.

• Current Photovoltaic Research
• /
• 제6권2호
• /
• pp.31-38
• /
• 2018

Multijunction solar cells present a practical solution towards a better photovoltaic conversion for a wider spectral range. In this review, we compare different types of multi-ijunction solar cell. First, we introduce thin film multijunction solar cell include to the thin film silicon, III-V material and chalcopyrite material. Until now the maximum reported power conversion efficiencies (PCE) of solar cells having different component sub-cells are 14.0% (thin film silicon), 46% (III-V material), 4.4% (chalcopyrite material) respectively. We then discuss the development of multijunction solar cell in which c-Si is used as bottom sub-cell while III-V material, thin film silicon, chalcopyrite material or perovskite material is used as top sub-cells.

• Electronic Materials Letters
• /
• 제14권6호
• /
• pp.712-717
• /
• 2018

In this letter, we have introduced copper chloride ($CuCl_2$) as an additive in the $CH_3NH_3PbI_3$ precursor solution to improve the surface morphology and crystallinity of $CH_3NH_3PbI_3$ films in a single solvent system. Our optimized perovskite solar cells (PSCs) with 2.5 mol% $CuCl_2$ additive showed best power conversion efficiency (PCE) of 15.22%. The PCE of the PSCs fabricated by $CuCl_2$ (2.5 mol%) additive engineering was 56% higher than the PSC fabricated with pristine $CH_3NH_3PbI_3$.

• 한국재료학회지
• /
• 제32권1호
• /
• pp.51-55
• /
• 2022

Generally, Au electrodes are the preferred top metal electrodes in most perovskite solar cells (PSCs) because of their appropriate work function for hole transportation and their resistance to metal-halide formation. However, for the commercialization of PSCs, the development of alternative metal electrodes for Au is essential to decrease their fabrication cost. Ag electrodes are considered one of the most suitable alternatives for Au electrodes because they are relatively cheaper and can provide the necessary stability for oxidation. However, Ag electrodes require an aging-induced recovery process and react with halides from perovskite layers. Herein, we propose a bilayer Au/Ag electrode to overcome the limitations of single Au and Ag metal electrodes. The performance of PSCs based on bilayer electrodes is comparable to that of PSCs with Au electrodes. Furthermore, by using the bilayer electrode, we can eliminate the aging process, normally an essential process for Ag electrodes. This study not only demonstrates an effective method to substitute for expensive Au electrodes but also provides a possibility to overcome the limitations of Ag electrodes.

• 반도체디스플레이기술학회지
• /
• 제19권4호
• /
• pp.94-98
• /
• 2020

The core/shell of nanowires (NWs) with Cu-doped CdSe quantum dots were fabricated as an electron transport layer (ETL) for perovskite solar cells, based on ZnO/TiO2 arrays. We presented CdSe with Cu2+ dopants that were synthesized by a colloidal process. An improvement of the recombination barrier, due to shell supplementation with Cu-doped CdSe quantum dots. The enhanced cell steady state was attributable to TiO2 with Cu-doped CdSe QD supplementation. The mechanism of the recombination and electron transport in the perovskite solar cells becoming the basis of ZnO/TiO2 arrays was investigated to represent the merit of core/shell as an electron transport layer in effective devices.

• 한국콘텐츠학회논문지
• /
• 제22권7호
• /
• pp.55-62
• /
• 2022

페로브스카이트 태양전지는 4차 산업혁명으로 사물인터넷, 가상환경 등의 증가에 따른 전력 수요가 급증하면서 점진적으로 고갈되어가는 석유, 석탄, 천연가스 등의 화석연료를 대체할 태양에너지, 풍력, 수력, 해양에너지, 바이오에너지, 수소에너지 등의 신재생 에너지 분야에서 연구가 활발한 부분이다. 페로브스카이트 태양전지는 페로브스카이트 구조를 가진 유-무기 하이브리드 물질을 사용하는 태양전지 소자로 고효율, 저가의 용액 및 저온 공정으로 기존의 실리콘 태양전지를 대체할 수 있는 장점들이 있다. 기존의 경험적 방법으로 예측한 광흡수층 박막을 최적화하기 위해서 소자 특성 평가를 통해 신뢰도를 검증해야 한다. 그러나 광흡수층 박막 소자 특성 평가 비용이 많이 소요되므로 시험 횟수에 제약이 따른다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 광흡수층 박막 최적화의 보조 수단으로 머신러닝이나 인공지능 모델을 이용하여 명확하고 타당한 모델의 개발과 적용 가능성이 무한하다고 본다. 이 연구에서는 페로브스카이트 태양전지의 광 흡수층 박막 최적화를 추정하기 위하여 서포트 벡터 머신의 선형 커널, 가우시안 커널, 비선형 다항식 커널, 시그모이드 커널의 회귀분석 모델을 비교하여 커널 함수별 정확도 차이를 검증하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제28권3호
• /
• pp.17-24
• /
• 2021

페로브스카이트 태양전지는 용액공정으로 제작되어 공정 중 전구체 조성제어를 통해 밴드갭을 용이하게 조절할 수 있다. 탠덤 태양전지의 상부셀로 활용하여 실리콘 태양전지와 접합 시 30% 이상의 효율 달성이 가능하지만, 페로브스카이트 태양전지의 낮은 안정성이 상용화의 걸림돌로 작용하고 있다. 아이오딘 이온 및 전극 물질 확산이 주된 열화기구로 알려져 있어 장기 안정성을 확보하기 위해서는 이러한 이온 이동의 방지가 필요하다. 본 연구에서는 층간소재와 페로브스카이트 광활성층 사이의 이온이동에 의한 열화현상을 관찰하고, 이를 억제하기 위해 페로브스카이트 소재와 은전극 사이에 버퍼층을 도입하여 소자의 안정성을 확보하였다. 85℃에서 300시간 이상 보관 시 버퍼가 없는 소자는 페로브스카이트 층이 PbI₂ 및 델타상으로 변화하며 변색되었으며 AgI가 형성되는 것을 확인했다. LiF와 SnO₂ 버퍼 도입 시 이온이동 억제 효과를 통해 페로브스카이트 태양전지의 열안정성이 향상되었다. LiF버퍼층 적용 및 봉지를 한 소자는 85℃-85%RH damp heat 시험 200시간 후 효율감소가 발생하지 않았으며 추가로 AM 1.5G-1SUN 하에서 최대출력점을 추적하였을 때 200시간 후 초기 효율의 90% 이상 유지하는 것을 확인했다. 이 결과는 버퍼층 형성을 통한 층간 물질이동 억제가 장기안정성을 확보하기 위한 필요조건임을 보여준다.