페로브스카이트 태양전지의 안정성이 금속 산화물 샌드위치로 향상되다

페로브스카이트 물질이 공기(산소) 중에 노출되면 몇 일 몇 시간 내에 파괴된다. 또한 습기(물)에 노출되면 더 빨리 열화가 일어난다. 이는 페로브스카이트의 흡습성 때문이다. 

몇몇 층이 인자가 일반적 페로브스카이트 스택을 빠르게 열화시킨다. 가장 중요한 것은 범용인 상부 유기 버퍼 층이다. 이 버퍼 층은 안정성이 나쁘고 공기 내의 습기로 부터 페로브스카이트를 효과적으로 보호할 수 없다. 

(a, NiOx 표면 위에 2단계 용액 공정으로 성장된 페로브스카이트의 SEM 이미지. b, ZnO 막으로 코팅된 페로브스카이트의 SEM 이미지. c, 유리/ITO/80 nm NiOx/320 nm 페로브스카이트/70 nm ZnO 구조의 셀의 단면 이미지)

Yang 팀은 이 유기 버퍼 층을 p형 NiOx 나노입자 층으로 대체했다. 

그들의 셀 구조는 p-i-n(유리/ITO/p-NiOx/i-페로브스카이트/n-ZnO/Al)이다. 여기서 ZnO 층은 페로브스카이트층과 Al 층을 분리시켜 열화를 억제한다.

새로운 구조의 셀 초기 효율은 14.5 +- 1.5%이고 최고 효율(인증 안 받음)은 16.1%이다. 

새로운 구조의 셀을 실온과 공기 중에 60일 방치했을 때 초기 셀 효율의 90%가 유지됐다. 반면, 유기 버퍼 층으로 만들어진 셀은 단지 5일 만에 완전히 열화가 일어난다. 

그들의 다음 단계는 금속 산화물 층을 더 응축시켜 더 잘 밀봉하는 것이다.


참고: http://newsroom.ucla.edu/releases/next-generation-perovskite-solar-cells-made-stable-by-metal-oxide-sandwich