Bulletin of the Korea Photovoltaic Society (한국태양광발전학회지)

Korea Photovoltaic Society (한국태양광발전학회)
권호 표지

고효율 페로브스카이트 태양전지용 전하수송소재 개발 동향

  • 김종현 (아주대학교 분자과학기술학과)
  • Published : 2019.08.31
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Abstract

최근 유기물과 무기물의 복합된 구조를 가지는 페로브스카이트 소재를 광흡수층으로 사용한 태양전지가 연구적으로 큰 관심을 받고 있다. 이러한 유무기 하이브리드형 페로브스카이트 소재는 기존의 광흡수 소재들에서는 발견되지 않던 독특한 광전기적인 특성과 이에 기인하는 고 광전변환효율 그리고 저렴한 박막제조 공정 등으로 인해 기존 차세대 태양전지의 한계에 돌파구를 제시하고 있다. 본 글에서는 이러한 고효율, 고안정성 페로브스카이트 태양전지 구현을 위해 사용되는 전하수송소재의 종류와 개발동향에 대해서 살펴보고자 한다.

Keywords

References

  1. N. J. Jeon, J. H. Noh, Y. C. Kim, W. S. Yang, S. Ryu, S. I. Seok, Nat. Mater., 13, 897 (2014). https://doi.org/10.1038/nmat4014
  2. NREL Best Reserch-Cell Efficiency Chart 2019, available at https://www.nrel.gov/pv/cell-efficiency.html
  3. a) D. Webber, Z. Naturforsch., 33b, 1443 (1978) https://doi.org/10.1515/znb-1978-1214
  4. b) D. Weber, Z. Naturforsch., 33b, 862 (1978). https://doi.org/10.1515/znb-1978-0809
  5. A. Kojima, K. Teshima, Y. Shirai, T. Miyasaka, J. Am. Chem. Soc., 131, 6050 (2009). https://doi.org/10.1021/ja809598r
  6. H.-S. Kim, C.-R. Lee, J.-H. Im, K.-B. Lee, T. Moehl, A. Marchioro, S.-J. Moon, R. Humphry-Baker, J.-H. Yum, J. E. Moser, M. Gratzel, N.-G. Park, Sci. Rep., 2, 591 (2012). https://doi.org/10.1038/srep00591
  7. H. S. Jung, N.-G. Park, Small, 11, 10 (2015). https://doi.org/10.1002/smll.201402767
  8. M. I. H. Ansari, A. Qurashi, M. K. Nazeeruddin, J. Photoch. Photobio. C 24, 1, (2018). https://doi.org/10.1016/j.jphotochemrev.2015.05.003
  9. J. Urieta-Mora, I. GarcGa-Benito, A. Molina-Ontoria, N. MartGn, Chem. Soc. Rev., 47, 8541 (2018). https://doi.org/10.1039/C8CS00262B
  10. N. J. Jeon, H. G. lee, Y. C. Kim, J. Seo, J. H. Noh, J. Lee, S. I. Seok, J. Am. Chem. Soc., 136, 7837 (2014). https://doi.org/10.1021/ja502824c
  11. Z. Hu, W. Fu, L. Yan, J. Miao, H. Yu, Y. He, O. Goto, H. Meng, H. Chen, W. Huang, Chem. Sci., 7, 5007 (2016). https://doi.org/10.1039/C6SC00973E
  12. H. Choi, S. Park, S. Paek, P. Ekanayake, M. K. Nazeeruddin, J. Ko, J. Mater. Chem. A, 2, 19136 (2014). https://doi.org/10.1039/C4TA04179H
  13. F. J. Ramos, K. Rakstys, S. Kazim, M. Gratzel, M. K. Nazeeruddin, S. Ahmad, RSC Adv., 5, 53426 (2015). https://doi.org/10.1039/C5RA06876B
  14. W. Ke, D. Zhao, C. R. Grice, A. J. Cimaroli, J. Ge, H. Tao, H. Lei, G. Fang, Y. Yan, J. Mater. Chem. A, 3, 23888 (2015). https://doi.org/10.1039/C5TA07829F
  15. J. A. Christians, R. C. M. Fung, P. V. Kamat, J. Am. Chem. Soc., 136, 758 (2014). https://doi.org/10.1021/ja411014k
  16. N. Arora, M. I. Dar, A. Hinderhofer, N. Pellet, F. Schreiber, S. M. Zakeeruddin, M. Gratzel, Science, 358, 768 (2017). https://doi.org/10.1126/science.aam5655
  17. J. H. Kim, P.-W. Liang, S. T. Williams, N. Cho, C.-C. Chueh, M. S. Glaz, D. S. Ginger, A. K.-Y. Jen, Adv. Mater., 27, 695 (2015). https://doi.org/10.1002/adma.201404189
  18. J. Seo, S. Park, Y. C. kim, N. J. Jeon, J. H. Noh, S. C. Yoon, S. I. Seok, Energy Environ. Sci., 7, 2642 (2014). https://doi.org/10.1039/C4EE01216J
  19. J. B. You, Z. R. Hong, Y. Yang, Q. Chen, M. Cai, T. B. Song, C. C. Chen, S. R. Lu, Y. S. Liu, H. P. Zhou, Y. Yang, ACS Nano, 8, 1674 (2014). https://doi.org/10.1021/nn406020d
  20. J. H. Heo, H. J. Han, D. kim, T. K. Ahn, S. H. Im, Energy Environ. Sci., 8, 1602 (2015). https://doi.org/10.1039/C5EE00120J
  21. S.-K. Jung, D. S. Lee, M. H. Ann, S. H. Im, J. H. Kim, O.-P. Kwon, ChemSusChem 11, 3882 (2018). https://doi.org/10.1002/cssc.201801908
  22. S.-K. Jung, J. H. Heo, D. W. Lee, S.-C. Lee, S.-H. Lee, W. Yoon, H. Yun, S. H. Im, J. H. Kim, O.-P. Kwon, Adv. Funct. Mater., 28, 1800346. https://doi.org/10.1002/adfm.201800346
  23. S.-K. Jung, J. H. Heo, D. W. Lee, S.-H. Lee, S.-C. Lee, W. Yoon, H. Yun, D. Kim, J. H. Kim, S. H. Im, O.-P. Kwon, ChemSusChem, 12, 224 (2019). https://doi.org/10.1002/cssc.201802234
  24. a) N. Wang, K. Zhao, T. Ding, W. Liu, A. S. Ahmed, Z. Wang, M. Tian, X. W. Sun, Q. Zhang, Adv. Energy Mater., 7, 1700522 (2017) https://doi.org/10.1002/aenm.201700522
  25. b) P. Y. Gu, N. Wang, C. Wang, Y. Zhou, G. Long, M. Tian, W. Chen, X. W. Sun, M. G. Kanatzidis, Q. Zhang, J. Mater. Chem. A 5, 7339 (2017). https://doi.org/10.1039/C7TA01764B
  26. c) D. Zhao, Z. Zhu, M.-Y. Kuo, C.-C. Chueh, A. K.-Y. Jen, Angew. Chem. Int. Ed., 55, 8999 (2016). https://doi.org/10.1002/anie.201604399