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첨단기술정보

유기-무기 페로브스카이트 태양전지에서의 전자-hole 장거리확산 메커니즘

전문가 제언: 이상적인 태양전지는 우수한 광흡수특성과 효율적인 전하수송특성을 지닌 소재를 사용해야 한다. 일반적으로 스핀코팅기법이나 침지법 등의 저온 용액제조법으로 제조된 광 흡수체는 전형적인 무정형이거나 결정성이 빈약하여 전하수송능력이 떨어지는 것으로 평가된다.

이러한 제약을 극복하기 위하여 염료감응태양전지 등에서는 광흡수층과 전하수송층을 분리하여 제작되기도 한다.

J. Burschka 등은 2013년에 염료감응 태양전지의 광 흡수층으로 CH3NH3PbI3와 같은 유기무기 할로겐 페로브스카이트를 사용한 최근의 연구에서 광전 전환효율이 15%에 이르는 성과를 얻었다.

n형 반도체인 TiO2 전자수송체와 p형반도체인 Spiro-OMeTAD hole수송체 사이에 페로브스카이트 광흡수 층을 끼워 만든 태양전지를 제작했다. M. M. Lee 등은 TiO2를 절연체인 Al2O3로 교체해도 높은 변환효율을 갖는 태양전지가 됨을 밝혀냈다. J. M. Ball 등은 ~350㎚ 두께의 평면 이종접합 페로브스카이트 광흡수 층이 필요하고 15㎃/㎠의 전류밀도를 얻었다고 보고하고 있다.