핵심 개념
불순물 치유 계면 공학 전략을 통해 페로브스카이트 태양 전지의 대면적화와 효율 향상을 달성할 수 있다.
초록
이 연구에서는 페로브스카이트 태양 전지의 대면적화 과정에서 발생하는 효율 저하 문제를 해결하기 위한 불순물 치유 계면 공학 전략을 제안하였다.
- 포름아미디늄 납 요오드화물(FAPbI3) 기반 페로브스카이트에서 PbI2와 δ-FAPbI3 같은 불순물이 비방사성 재결합과 전하 수송 및 추출 문제를 유발한다.
- 2-(1-cyclohexenyl)ethyl ammonium이라는 기능성 양이온을 도입하여 2차원 페로브스카이트를 형성시켰다.
- 이 2차원 페로브스카이트가 3차원 페로브스카이트의 표면과 결정립계를 수평적, 수직적으로 덮어 불순물을 안정한 2차원 페로브스카이트로 변환시키고 결함을 수동화하였다.
- 또한 효율적인 전하 수송 채널을 제공하였다.
- 이를 통해 소면적(0.085 cm2) 태양 전지에서 25.86%의 최고 효율과 86.16%의 높은 fill factor를 달성하였다.
- 더욱이 715.1 cm2의 대면적 모듈에서도 22.46%의 인증 효율과 81.21%의 fill factor를 기록하며 대면적화 가능성을 입증하였다.
통계
소면적 태양 전지의 최고 효율: 25.86%
소면적 태양 전지의 fill factor: 86.16%
대면적 모듈의 인증 효율: 22.46%
대면적 모듈의 fill factor: 81.21%
인용구
"불순물 치유 계면 공학 전략을 통해 페로브스카이트 태양 전지의 대면적화와 효율 향상을 달성할 수 있다."
"2-(1-cyclohexenyl)ethyl ammonium이라는 기능성 양이온을 도입하여 2차원 페로브스카이트를 형성시켰다."