맨체스터 대학은 절연체인 폴리스티렌(polystyrene) 마이크로겔 입자(MGs, microgel particles)를 HTM(hole transport materials)에 분산시켜 페로브스카이트 태양전지의 안정성을 개선시켰다.
페로브스카이트 태양전지(PSCs, perovskite solar cells)에서 페로브스카이트 층은 본질적으로는 불안정하지 않지만 HTM 물질은 그렇지 않다. HTM 박막은 밀집된(congregated) 폴리머로 만들어지며 HTM은 상대적으로 비싸다.
그들은 여러 종류의 HTM(PTAA(poly(triaryl amine), P3HT(poly(3-hexhlthiophene), Spiro-MeOTAD(Spiro))에 소수성인 폴리스티렌 마이크로겔 입자를 분산시켜 HTM 상(phase)을 바꾸었다.
혼합된 HTM/MGs 분산액은 바로 페로브스카이트 층위에 스핀코팅되었다.
PTAA와 P3HT의 경우, MGs와 합성되었때 막은 기계적으로 견고했지만, Spiro의 경우 상대적으로 작은 Spiro 분자가 얽히기가 어려워 막에 크랙이 발생했다.
PTAA-MG(~35 vol%)와 P3HT-MG(~35 vol%) 적용된 PSCs는 컨트롤 PSCs에 비해 효율이 단지 ~20% 감소했다.
이번 연구에서 예상치 못한 발견은 MGs가 PTAA 매트릭스내에 잘 분산되어 CH3NH3PbI3-xClx 형광 퀜칭을 강하게 돕는다는 것이다.
또한, P3HT-MG PSCs는 컨트롤 PSCs에 비해 Voc가 ~170mV 증가했다.
그들은 P3HT 기반 PSCs를 MGs로 봉지하면 안정성이 높아진다는 것도 알았다.
참고: http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2017/nr/c7nr02650a#!divAbstract
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