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첨단기술정보

진공증착법에 의한 평면 이종접합 페로브스카이트 태양전지

전문가 제언: 제조공정이 용이하고 값싸며 자연에 풍부하게 존재하여 쉽게 사용할 수 있는 재료를 사용하여 높은 효율의 태양전지를 만드는 것이 주된 연구개발과제이다.

연료감응태양전지는 TiO2와 같은 매소구조를 갖는 무기 n형 산화물반도체와 유기이거나 금속착체 염료 및 유기 hole 전도체로 구성된 하이브리드태양전지이다.

다음과 같은 일반식으로 표현되는 (RNH3)BX3 : [R=CnH2n+1, X=hologen I, Br or Cl, B=Pb 또는 Sn] 유기금속 3할로겐 페로브스카이트가 염료감응태양전지의 염료대신으로 사용되면서 10%이상의 광전변환효율을 나타내는 고체태양전지가 개발되었다.

2013년에 J. M. Ball 등은 반도체인 매소구조체 TiO2를 절연체인 매소구조체 Al2O3로 교체하였는데도 불구하고 보다 높은 효율을 얻을 수 있었고, 개방전압(open-circuit voltage)도 1.1V를 넘는 값을 보임을 확인했다. 또한 이와 같은 높은 개방전압을 관측할 수 있었던 것은 광 조사에 의하여 준 페르미준위에서 전자와 hole로 분리된 광 여기 전자가 페로브스카이트 재료 내에 가두어 져 있었기 때문인 것으로 해석했다. 150℃이하의 저온가공으로도 12%이상의 효율을 확인할 수 있었다.