진공 증착 평면 이종접합 페로브스카이트 태양전지

(a, 페로브스카이트 흡수체를 증착하기 위한 이원 소스 열증착 시스템; 유기물 소스는 methylammonim iodide이고 무기물 소스는 PbCl2이다. b, 용액공정(청색)과 진공 증착(적색)으로 각각 만들어진 페로브스카이트 막의 x-ray 회절 스펙트럼. 회절 강도는 규격화되어 있다. c, 평면 이종접합 p-i-n 페로브스카이트 태양전지의 일반적인 구조. d, 페로브스카이트 흡수체의결정 구조(ABX3). 여기서 A는 methylammonium, B는 Pb, X는 I 또는 Cl)

(진공 증착된 페로브스카이트 막(a)과 용액 공정 페로브스카이트 막(b)의 SEM 표면 이미지. 진공 증착된 페로브스카이트 태양전지 셀(c)과 용액 공정 페로브스카이트 태양전지 셀(d)의 고배율 단면 이미지.  (e)와 (f)는 저배율 단면 이미지)

최근  유기금속 할로겐화물 페로브스카이트가 나노구조 소자의 고효율을 위한 유망한 재료로 대두되고 있다. 

연구자들은 한단계 더 나아가 페로브스카이트 물질로 고효율 소자를 얻기 위해 나노구조화가 필요 없다는 것을 보여줬다. 

진공 증착된 페로브스카이트 흡수층(단지 330 nm 두께다)이 결합된 단순한 평면 이종접합 태양전지에서 효율 15.4%와 1.07 V의 큰 Voc을 얻었는데 이것은 페로브스카이트 흡수체가 복잡한 나조 구조의 도움 없이 단순화된 소자 아키텍처에서 가장 잘 기능할 수 있다는 것을 보여 준다.

페로브스카이트은 Si에 비해 서로 다른 태양광 파장영역을 흡수하기 때문에 두 물질은 함께 사용하여 텐덤 셀을 만들 수 있다. 뎀덤셀 구조는 페로브스카이트 층 밑에 Si 층이 놓여지는 형태이다. 

참고: http://www.nature.com/nature/journal/v501/n7467/full/nature12509.html