KCI등재후보
고효율 페로브스카이트 태양전지 광활성층을 위한 가압열처리 방법 = Pressure-assisted annealing method for the photo-active layer of highly efficient perovskite solar cells
저자
이성범 ( Seongbeom Lee ) ; 김단비 ( Danbi Kim ) ; 정우현 ( Woo Hyeon Jeong ) ; 양현석 ( Hyun-seock Yang ) ; 이보람 ( Bo Ram Lee ) ; 최효성 ( Hyosung Choi ) ; 박성흠 ( Sung Heum Park ) ; 손세모 ( Semo Son )
발행기관
학술지명
한국화상학회지(Journal of Korean Society for Imaging Science and Technology)
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발행연도
2021
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등재정보
KCI등재후보
자료형태
학술저널
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29-38(10쪽)
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제공처
페로브스카이트 태양전지는 빠른 속도로 효율 개선이 이루어지며 차세대 친환경 에너지원으로 각광받고 있다. 가공 매개변수의 영향을 강하게 받는 유-무기 혼합 페로브스카이트 태양전지에서 고품질의 광 활성층을 제조하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 Methylammonium Lead Iodide(MAPbI<sub>3</sub>) 광활성층 제작 시, 결정화가 이루어지는 열처리 과정에서 압력을 가함으로써 용매가 증발하는 속도를 조절할 수 있는 가압열처리 공정방법(pressure assisted annealing process, PA method)을 개발하였다. 본 연구에서 개발한 광 활성층 제조방법은 보다 오래 용매를 활성층 내에 머물게 할 수 있어서 MAPbI<sub>3</sub>의 중간단계에서 그레인의 성장을 극대화 할 수 있으며, 이를 통해 고품질 페로브스카이트 광 활성층의 제조를 가능하게 한다. 또한 본 가압열처리 방법으로 형성시킨 페로브스카이트 광 활성층을 도입하여 태양전지를 제조하였을 경우, 소자의 최고 성능은 기존의 방법으로 제조된 소자와 비교하여 24.4 mA cm<sup>-2</sup>의 높은 단락 전류밀도, 0.96 V의 개방전압, 0.75의 필 팩터를 나타내며 17.3 %의 에너지 전환효율을 나타내었다.
더보기Perovskite solar cells have been rapidly improved in device efficiency and are in the spotlight as a next-generation eco-friendly energy source. Achieving high-quality photo-active layer influenced by processing parameters is critical to the device performance of organic-inorganic hybrid perovskite solar cells. In this study, a pressure assisted annealing process (PA method) was developed to control the evaporation speed of the solvent inside perovskite layer. By applying pressure during the annealing process for crystallization of the methylammonium Lead Iodide (MAPbI<sub>3</sub>), we could control the evaporation speed of solvent to promote crystal growth of MAPbI<sub>3</sub> which enables to manufacture high-quality perovskite photo-active layers. As a result, the PA device exhibited a high PCE of ~17.3 % with significantly enhanced short-circuit current of ~24.4 mA cm<sup>-2</sup>, an open-circuit voltage of 0.96 V and a fill factor of 0.75.
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