더 큰 크기의 페로브스카이트 태양전지 효율 향상

페로브스카이트는 독특한 결정 구조의 물질인데 태양광 에너지 세계를 떠들썩 하게 하고 있다.

최근 효율 >20% 페로브스카이트 태양전지는 Si 태양전지와 경쟁할 수 있다는 것을 보여준다.   

하지만 상용화는 곧 바로 되기 어렵다. 왜냐하면 이 효율은 단지 0.1 cm2 크기의 셀에서 나온 것이기 때문이다.  

전통적인 방법으로 페로브스카이트 셀 크기를 키우면 페로브스카이트 막내에 결함이 증가해서 효율이 떨어진다.  

Brown 대학과 NREL(National Renewable Energy Lab) 팀은 Padture’s lab.의 Yuanyuan Zhou가 개발한 이전 방법을 개선하여 1 cm2 보다 더 큰 셀에서 효율 15% 얻었다. 

Yuanyuan Zhou가 개발한 페로브스카이트 막 형성 방법은 다음과 같다. 페로브스카이트 전구체를 용매에 용해시켜 기판에 코팅한다. 그 다음 그 기판을 제 2 용매(anti-solvent)에 담근다. 여기서 제 2 용매는 선택적으로 전구체 용매를 붙잡거나 털어낸다. 결국 매우 평탄한 페로브스카이트 결정 막이 남는다. 

개선된 공정은 유기 전구체를 과잉 첨가하는 것이다. 그러면 처음부터 작은 페로브스카이트 결정이 서로 붙게되어 열처리 동안 더 큰 결정으로 병합되기 쉬워진다. 초과 전구체는 열처리 동안 타서 없어진다. 

평탄한 페로브스카이트 막에다 결정 크기 까지 증가시키면 결합이 거의 없는 막을 얻을 수 있다. 

참고: https://news.brown.edu/articles/2015/10/perovskite