2015년 6월 3일 수요일

우수한 재현성과 안정성 그리고 이상적인 반도체 특성을 갖는 페로브스카이트 태양전지가 개발되다

GREEN과 NIMS의 연구자들이 재현성과 안정성이 좋고 이상적인 반도체 특성을 나타내는 페로브스카이트 태양전지를 성공적으로 개발했다.


(페로브스카이트 태양전지의 계략도와 SEM 단면 이미지, ITO/PEDOT:PSS/MAPbI3/PC61BM/Ca/Ag, 빛이 투명 전극을 통해 지나 페로브스카이트 층에 흡수되면 광여기에 의해 전자와 홀이 생성된다. 페로브스카이트 층내의 전자와 홀은 각각 PCBM 전자 수송층과 PEDOT:PSS 홀 수송층을 통해 이동하고 홀이 투명 전극으로 부터 추출되어 전력이 만들어진다.)

Lead-halide 기반 페로브스카이트는 큰 광흡수와 큰 Voc 덕분에 큰 전력을 생산할 수 있다.

일반적인 페로브스카이트 태양전지는 고효율을 보이지만 낮은 재현성과 전압 sweep 방향에 따른 전류-접압 곡선에서 히스테리시스로 인해 안정성이 충분치 않다.이런 이유로 페로브스카이트의 반도체 특성은 명확화되지 않았다.

이에 연구자들은 재생할 수 있고 안정적인 페로브스카이트 태양전지를 성공적으로 만들었다.

1. 유기 태양전지를 위해 개발된 제조 기술을 이용해서 수분과 산소를 엄격히 제거함으로써 단순한 구조의 페로브스카이트 태양전지를 만들었다.

2. 페로브스카이트 태양전지는 안정적이고 전류-전압 곡선에서 히스테리시스가 없다. 더우기 페로브스카이트 재료는 이상적인 다이오드 특성을 보이는 훌륭한 반도체를 나타냈다.

3. 페로브스카이트 태양전지의 내부 저항의 분석에 기반한 페로브스카이트의 반도체 특성을 설명하는 등가회로 모델을 제안했다. 이 모델은 페로브스카이트 층의 conduction band와 valence band 사이의 불순물 준위로 부터 유도된 전하 수송 과정의 존재를 제시한다. 이 수송 과정에 의해, 페로브스카이트 태양전지의 효율은 다소 억눌려진다.

4. 향후 연구에서, 불순물 준위의 원인과 태양전지에 끼치는 영향을 조사할 것이다. 덧붙여 불순물 준위를 없애 효율을 향상시킬 것이다.

참고: http://www.azonano.com/news.aspx?newsID=32817

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