그래핀이 전면 접촉인 Si/페로브스카이트 탠덤 태양전지

HZB 팀은 손상되기 쉬운 페로브스카이트 층 위에 그래핀을 코팅하는 우아한 공정을 개발했다.

Si은 주로 태양광 스펙트럼의 적색 영역을 효과적으로 전기 에너지로 변환시킨다. 반면 청색 영역은 부분적으로 열로 손실된다. 이 손실을 줄이기 위해 Si 태양전지를 청색 영역을 주로 변환시키는 추가 태양전지와 결합시킨다. 

HZB 팀은 탠덤 셀에 대한 폭 넓은 경험으로 페로브스카이트 물질(밴드갭 ~1.6 eV)이 Si(밴드갭 1.12 eV)에 효과적인 보완책이 된다는 것을 알았다. 

하지만, 페로브스카이트 층 위에 투명 접촉을 성능 저하없이 형성하기는 매우 어렵다. 스퍼터 ITO가 무기 Si 태양전지에 일반적으로 사용되지만 이 기술은 페로브스카이트 셀의 유기 성분을 파괴시킨다. 

그들이 한 일은 페로브스카이트 층에 고르게 그래핀을 덮는 공정이다.

1000도, 메탄 분위기로 부터 Cu 호일 위에 그래핀 성장을 촉진한다. 그래핀이 갈라지지 않도록 폴리머를 코팅한다. Cu 호일을 에칭한다. 보호된 그래핀 필름을 페로브스카이트 층에 전사한다. 전사 공정은 보통 물에서 이루어진다. 이 단계를 그대로 페로브스카이트에 적용하면 절대 안된다. 페로브스카이트는 수분에 취약하기 때문이다. 그래서 그들은 다른 액체에서 전사 공정을 진행했다. 

이후 측정은 그래핀 층이 여러면에서 이상적인 전면 접촉이라는 것을 보여줬다. 

매우 높은 투과율 덕택에 이 층에서 태양광 에너지 손실은 없다. 그런데 주요 장점은 스퍼터 ITO 층에서 일반적으로 보이는 Voc 감소가 없다는 것이다.

참고:http://www.helmholtz-berlin.de/pubbin/news_seite?nid=14324;sprache=en;typoid=3228