• 제목/요약/키워드: 페로브스카이트

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P-i-n 페로브스카이트 태양전지 응용을 위한 2PACz을 이용한 NiO의 개질 (Modification of NiO Using 2PACz for P-i-n Perovskite Solar Cells)

  • 이선민;김석순
    • 공업화학
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    • 제35권2호
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    • pp.100-106
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    • 2024
  • NiO와 페로브스카이트 사이의 전하 이동과 계면특성을 개선하기 위해, 솔-젤로 제조된 NiO를 [2-(9H-carbazol-9-yl)ethyl] phosphonic acid (2PACz)으로 개질한다. 2PACz의 인산기(head group)는 NiO 표면의 수산화기(-OH)와 응축 반응을 통해 결합되며, 더 깊은 가전자대가 형성되면서 페로브스카이트 층의 가전자대와 에너지밴드가 더 잘 일치하게 되어 생성된 전하의 재결합이 억제되고 에너지 손실이 감소하게 된다. 더불어, 페로브스카이트의 표면 및 페로브스카이트/정공 전달층 계면에 핀홀이 없는 고질의 페로브스카이트 필름이 형성된다. 결과적으로, 13.69%의 효율을 나타내는 NiO 기반 소자와 비교했을 때, 최적의 2PACz으로 개질된 NiO 기반 소자는 17.08%의 높은 효율을 보여주며, 공기 조건에서 더 뛰어난 안정성을 보여준다.

물질이동 억제 버퍼층 형성을 통한 페로브스카이트 태양전지 장기 안정성 확보 (Long-term Stability of Perovskite Solar Cells with Inhibiting Mass Transport with Buffer Layers)

  • 배미선;정민지;장효식;양태열
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제28권3호
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    • pp.17-24
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    • 2021
  • 페로브스카이트 태양전지는 용액공정으로 제작되어 공정 중 전구체 조성제어를 통해 밴드갭을 용이하게 조절할 수 있다. 탠덤 태양전지의 상부셀로 활용하여 실리콘 태양전지와 접합 시 30% 이상의 효율 달성이 가능하지만, 페로브스카이트 태양전지의 낮은 안정성이 상용화의 걸림돌로 작용하고 있다. 아이오딘 이온 및 전극 물질 확산이 주된 열화기구로 알려져 있어 장기 안정성을 확보하기 위해서는 이러한 이온 이동의 방지가 필요하다. 본 연구에서는 층간소재와 페로브스카이트 광활성층 사이의 이온이동에 의한 열화현상을 관찰하고, 이를 억제하기 위해 페로브스카이트 소재와 은전극 사이에 버퍼층을 도입하여 소자의 안정성을 확보하였다. 85℃에서 300시간 이상 보관 시 버퍼가 없는 소자는 페로브스카이트 층이 PbI2 및 델타상으로 변화하며 변색되었으며 AgI가 형성되는 것을 확인했다. LiF와 SnO2 버퍼 도입 시 이온이동 억제 효과를 통해 페로브스카이트 태양전지의 열안정성이 향상되었다. LiF버퍼층 적용 및 봉지를 한 소자는 85℃-85%RH damp heat 시험 200시간 후 효율감소가 발생하지 않았으며 추가로 AM 1.5G-1SUN 하에서 최대출력점을 추적하였을 때 200시간 후 초기 효율의 90% 이상 유지하는 것을 확인했다. 이 결과는 버퍼층 형성을 통한 층간 물질이동 억제가 장기안정성을 확보하기 위한 필요조건임을 보여준다.

$PbTiO_3$ 씨앗층을 이용한 $Pb(Mg_{1/3}Ta_{2/3})O_3$ 박막의 상안정화와 전기적 특성평가 (Stabilization of $Pb(Mg_{1/3}Ta_{2/3})O_3$ thin film by a thin $PbTiO_3$ seed layer and characterization of electric properties)

  • 김태언;유창준;문종하;김진혁
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
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    • pp.211-211
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    • 2003
  • PbTiO$_3$ 씨앗층을 이용하여 완화형 강유전체 Pb(Mg$_{1}$3/Ta$_{2}$3/)O$_3$ (PMT) 박막의 페로브스카이트 상안정화와 열처리 조건에 따른 미세구조변화, 이에 따른 전기적 특성 변화에 관하여 조사하였다. PbTiO$_3$ 박막을 스핀코팅법으로 3000 rpm에서 20초간(111) 방향으로 배향된 Pt / Ti / SiO$_2$/ Si 기판에 증착하여 안정화된 페로브스카이트 박막을 얻었다. 이렇게 제조된 PbTiO$_3$를 Buffer 층으로 사용하고 그 위에 Pb(Mg$_{1}$3/Ta$_{2}$3/)O$_3$를 박막을 Spin coating방법으로 증착한 후, 급속열처리 방법(RTA)으로 550- $650^{\circ}C$ 사이에서 열처리하였다. 제조된 박막의 열처리 온도에 따른 미세구조 변화와 결정성을 XRD, SEM, TEM으로 분석하였고 박막의 저온 강유전 특성을 RT66A를 이용하여 평가하였다. Pb(Mg$_{1}$3/Ta$_{2}$3/)O$_3$ 박막의 경우 씨앗층이 없는 경우에는 pyrochlore상이 주상이었지만 씨앗층을 사용한 경우 페로브스카이트 상이 주상임을 확인하였고 열처리 온도가 증가할수록 페로브스카이트상의 상대적 양이 증가함을 확인하였다. 미세구조와 상의 변화에 따른 전기적 특성 변화에 관하여 자세하게 논의할 것이다.

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졸-겔법에 의한 $0.9Pb(Mg_{1/3}Nb_{2/3})O_{3}-0.1PbTiO_{3}$ 분말의 합성 ($0.9Pb(Mg_{1/3}Nb_{2/3})O_{3}-0.1PbTiO_{3}$ powder synthesis by sol-gel process)

  • 연석주;이진철
    • 한국결정성장학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.27-32
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    • 2001
  • 본 연구에서는 금속 알콕시드를 이용하여 졸-겔법으로 0.9PMN-0.1PT 분말을 합성하는데 있어 과량으로 첨가되는 ${Mg(OC_{2}H_{5})}_2$${Pb(CH_{3}COO)}_2.3H_{2}O$ 등이 페로브스카이트 상의 생성량에 미치는 영향을 검토하였다. 그결과 합성된 겔을 열처리할 때 하소 온도가 증가함에 따라 페로브스카이트 상의 생성량은 증가하였으며 $850^{\circ}C$에서 4시간 유지하여 하소한 경우 페로브스카이트 생성량이 최대인 것으로 나타났다. 0.9PMN-0.1PT 조성에 ${Mg(OC_{2}H_{5})}_2$를 5 wt% 과잉 첨가한 합성 분말에서 페로브스카이트 단일상을 얻을 수 있었다.

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층상 페로브스카이트 구조인 La0.5Sr1.5Mn0.5Cr0.5-xFexO4 (x=0.15, 0.3) 망가나이트의 구조적, 전기적, 자기적 특성의 연구 (Investigation on the Structural, Electrical and Magnetic Properties of Layered Perovskite Manganite La0.5Sr1.5Mn0.5Cr0.5-xFexO4 (x=0.15, 0.3) System)

  • Singh, Devinder
    • 대한화학회지
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    • 제55권4호
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    • pp.697-702
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    • 2011
  • 새로운 층상구조인 페로브스카이트 망가나이트 $La_{0.5}Sr_{1.5}Mn_{0.5}Cr_{0.5-x}Fe_xO_4$ (x=0.15, 0.3) 를 세라믹 방법에 의해 합성하였다. 분말 X-선 측정을 통하여 I4/mmm 의 정방정계 단위세포를 확인하였다. 전기전도도 측정을 통하여 부도체의 특성을 확인하였으며 전기전도도는 3D 홉핑 메커니즘에 의해 나타난다. 자기적 특성은 모두 반강자성의 특성을 보인다.

Fabrication of TiO2 thin films for perovskite solar cell using RF magnetron sputter

  • Cho, Kyungjin;Lee, Seunghun;Kim, Seongtak;Chung, Teawon;Lee, Sang-won;Kim, Soo Min;Park, Hyomin;Kang, Yoonmook;Lee, Hae-seok;Kim, Donghwan
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.305.1-305.1
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    • 2016
  • 페로브스카이트 태양전지는 차세대 태양전지로써 몇 년 사이에 매우 큰 폭으로 효율이 증가하고 있으며 활발한 연구가 진행되고 있다. 페로브스카이트의 태양전지의 구조는 전자전도체, 페로브스카이트 광흡수체, 정공전도체, 전극으로 구성된다. 전자전도체는 전자 포집성이 우수한 다공성 TiO2 층과 TiO2 박막 층으로 구성된다. 균일한 박막 TiO2를 형성하는 것은 페로브스카이트 태양전지의 개방전압 특성에 기여한다. TiO2 박막을 제조하는 방법으로써 용액을 사용한 스핀 코팅 법은 간편하게 제조가 가능하나, 일정한 두께의 박막을 형성하지 못하고 균일하지 못하는 단점을 가진다. 본 연구에서는 RF 마그네트론 스퍼터를 이용하여 보다 균일한 TiO2 박막을 제조하였다. X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscope (SEM), Light IV, Quantum Efficiency (QE)로 분석하였다. 이를 통하여 제조방법 차이에 따른 페로브스카이트 태양전지의 영향을 분석하였다.

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페로브스카이트 태양전지의 효율 및 광학적 특성 향상을 위한 유리 표면 식각

  • 김동인;남상훈;황기환;이용민;서현진;유정훈;최현지;이율희;부진효
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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    • pp.250.1-250.1
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    • 2015
  • 광학적 특성 중 광 포집 (Light trapping)을 향상시키기 위해 표면의 거칠기 및 형태를 변화시킬 수 있는 방법으로 유리 텍스쳐 방법을 적용시키는 연구가 최근에 많이 진행되고 있다. 본 연구에서 광 포집 및 전류밀도 향상을 위해 페로브스카이트 태양전지의 상부전극에 적용 하였다. 본 연구에서 FTO 기판 후면의 유리 부분을 희석된 HF 용액을 사용하여 습식화학공정을 진행 하였다. 이때 텍스쳐 시간을 조절하여 실험을 진행하였으며, 박막의 광 산란 및 포집 특성을 조절 하였습니다. 텍스쳐된 유리기판을 페로브스카이트 태양전지에 적용 하였을 때, 광 산란 및 포집 효과로 인하여 전류밀도와 효율이 증가됨을 확인하였다. 이러한 유리 텍스처 처리는 다양한 태양전지 구조에 이용될 수 있다.

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