KR101609588B1 - Coating composition for manufacturing photoactive layer and method for manufacturing solar cell usng the same - Google Patents

Abstract

AX(A는 C1-C20의 알킬기 또는 1가의 유기 암모늄 이온이며, X는 할로겐 이온임.)로 나타내어지는 화합물, BX₂(B은 2가의 금속 이온이며, X는 할로겐 이온임.)로 나타내어지는 화합물, 모폴러지 컨트롤러, 및 용매를 포함하는, 광활성층 제조용 코팅조성물 및 이를 이용하여 제조된 고효율의 태양전지가 제공된다.
본 발명에 따르면, 비교적 간단하고 손쉬운 공정을 통해 모폴로지를 컨트롤함으로써 높은 재현성과 광전변환효율을 가져오는 태양전지를 제조할 수 있다.AX (wherein A is a C1-C20 alkyl group or a monovalent organic ammonium ion, and X is a halogen ion), BX ₂ (B is a bivalent metal ion, and X is a halogen ion) A coating composition for the production of a photoactive layer, comprising a compound, a morphological controller, and a solvent, and a high efficiency solar cell produced therefrom are provided.
According to the present invention, it is possible to manufacture a solar cell that achieves high reproducibility and photoelectric conversion efficiency by controlling the morphology through a relatively simple and easy process.

Description

광활성층 제조용 코팅조성물 및 이를 이용한 고효율 태양전지의 제조방법{COATING COMPOSITION FOR MANUFACTURING PHOTOACTIVE LAYER AND METHOD FOR MANUFACTURING SOLAR CELL USNG THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a coating composition for preparing a photoactive layer and a method for producing a high efficiency solar cell using the coating composition.

본 발명은 광활성층 제조용 코팅조성물 및 이를 이용한 고효율 태양전지의 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 모폴로지 컨트롤러(morphology controller)를 통해 재현성이 높은 고효율의 유무기 하이브리드 태양전지를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a coating composition for the production of a photoactive layer and a process for producing a high-efficiency solar cell using the same. More particularly, the present invention relates to a method of manufacturing a highly efficient organic / inorganic hybrid solar cell having a high reproducibility through a morphology controller.

액체 전해질이 포함된 기존의 염료감응 태양전지는 액체 전해질에 포함된 용매가 외부 온도의 증가와 태양전지의 밀봉 상태에 따라 누출되거나 휘발됨으로써 태양전지의 수명이 낮아질 수 있다는 문제점이 있었다. 특허문헌 1에서는 액체 전해질의 대체물질로서 뛰어난 광흡수계수와 전하 이동 특성을 지니는 페로브스카이트 (CH₃NH₃PbX₃, X= I, Cl, Br)를 다공성 TiO₂ 기반으로 형성시킴으로써 고효율의 염료감응 태양전지를 구현하는 기술을 개시하고 있다. 하지만, TiO₂ 다공성 물질 기반의 페로브스카이트(perovskite) 태양 전지는 500℃ 이상의 높은 열처리 공정을 요구함에 따라 공정상의 높은 비용과 플렉서블 기판에 적용하기 어렵다는 단점을 지니고 있다. The conventional dye-sensitized solar cell including the liquid electrolyte has a problem that the lifetime of the solar cell may be lowered because the solvent contained in the liquid electrolyte leaks or volatilizes depending on the increase of the external temperature and the sealing state of the solar cell. In Patent Document 1, a high efficiency by forming the perovskite _{(CH 3 NH 3 PbX 3,} X = I, Cl, Br) the porous TiO ₂ base having a superior light absorption coefficient and charge transfer characteristics as a substitute material for liquid electrolyte Discloses a technology for implementing a dye-sensitized solar cell. However, the perovskite solar cell based on TiO ₂ porous material has a disadvantage that it is difficult to apply to a flexible substrate due to a high cost in the process because it requires a high heat treatment process of 500 ° C or more.

이를 해결하기 위해 기존 유기태양전지의 광활성층을 페로브스카이트와 PCBM의 이중층 구조로 대체하여 상대적으로 저온의 열처리 공정을 이용하는 연구가 활발히 진행되었다. 그러나 이와 같은 구조에서는 다공성 물질의 부재로 인해 효과적인 모폴로지 구현이 어려워 낮은 광전변환효율과 낮은 재현성을 보여주므로 모폴로지 컨트롤의 필요성이 대두되었다. 현재까지 보고된 모폴로지 컨트롤 방법으로는 1시간 이상의 장시간 동안의 열처리, 진공을 이용한 증착 등이 있으나, 이들 방법들은 실제적으로 상용화하기에는 한계가 있다.In order to solve this problem, researches have been actively carried out using a relatively low-temperature heat treatment process by replacing the photoactive layer of existing organic solar cells with a double layer structure of perovskite and PCBM. However, in such a structure, since it is difficult to realize an effective morphology due to the absence of a porous material, it shows low photoelectric conversion efficiency and low reproducibility, so that a need for morphology control has emerged. The morphology control methods reported so far include heat treatment for a long period of time of one hour or more, vacuum deposition, and the like. However, these methods have limitations in practically commercialization.

한국 등록특허번호 제1172374호Korea Patent No. 1172374

본 발명의 일 측면은 높은 열처리 공정을 요구하지 않으면서도 비교적 간단한 방법으로 모폴로지 컨트롤이 가능하고, 높은 광전변환효율과 높은 재현성을 가져오는 태양전지의 제조방법 및 이를 가능하게 하는 광활성층 제조용 코팅조성물을 제시하고자 한다.
One aspect of the present invention is to provide a method for manufacturing a solar cell which can control morphology in a comparatively simple manner without requiring a high heat treatment process and achieve high photoelectric conversion efficiency and high reproducibility and a coating composition for the production of a photoactive layer I want to present it.

그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면은, AX(A는 C1-C20의 알킬기 또는 1가의 유기 암모늄 이온이며, X는 할로겐 이온임.)로 나타내어지는 암모늄 화합물, BX₂(B은 2가의 금속 이온이며, X는 할로겐 이온임.)로 나타내어지는 금속할라이드 화합물, 모폴러지 컨트롤러, 및 용매를 포함하는, 광활성층 제조용 코팅조성물을 제공한다.
According to an aspect of the present invention, there is provided an ammonium compound represented by AX (wherein A is a C1-C20 alkyl group or a monovalent organic ammonium ion and X is a halogen ion), BX ₂ (B A metal halide compound represented by the following formula (I): wherein R < 1 > is a divalent metal ion, and X is a halogen ion), a morphological controller, and a solvent.

본 발명의 다른 측면은, 서로 대향 배치되는 제1전극과 제2전극; 상기 제1전극과 제2전극 사이에 위치하는 광활성층; 상기 제1전극과 상기 광활성층 사이에 위치하는 정공수송층; 상기 광활성층과 제2전극 사이에 위치하는 전자수송층을 포함하는 태양전지의 제조방법에 있어서, 상기 광활성층을 형성하는 단계는, 상기 정공수송층 또는 상기 전자수송층 상에 상기 코팅조성물을 도포하고 건조하여 ABX₃(A는 C1-C20의 알킬기 또는 1가의 유기 암모늄 이온이며, B은 2가의 금속 이온이며, X는 할로겐 이온임.)으로 나타내어지는 유무기 하이브리드 페로브스카이트 화합물을 형성하는 단계를 포함하는 고효율의 태양전지 제조방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a plasma display panel comprising: a first electrode and a second electrode which are opposed to each other; A photoactive layer positioned between the first electrode and the second electrode; A hole transport layer disposed between the first electrode and the photoactive layer; Wherein the step of forming the photoactive layer includes the step of applying the coating composition onto the hole transporting layer or the electron transporting layer and drying the coated layer, A step of forming an organic or inorganic hybrid perovskite compound represented by ABX _{3 wherein} A is a C1-C20 alkyl group or a monovalent organic ammonium ion, B is a divalent metal ion, and X is a halogen ion Thereby providing a highly efficient solar cell manufacturing method.

본 발명에 의하면, 비교적 간단하고 손쉬운 공정을 통해 모폴로지를 컨트롤함으로써 높은 재현성과 광전변환효율을 가져오는 태양전지를 제조할 수 있다.According to the present invention, it is possible to manufacture a solar cell that achieves high reproducibility and photoelectric conversion efficiency by controlling the morphology through a relatively simple and easy process.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 평면 이종접합(planar heterojunction) 구조의 태양전지(a)와 인버티드 구조의 태양전지(b)의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 태양전지 내 각 층의 에너지 준위에 따른 정공과 전자의 이동을 도식화한 그림이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예와 일 비교예에 따라 제조된 광활성층의 표면사진, 단면사진, 단면확대사진이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예와 일 비교예에 따라 제조된 전류밀도-전압 다이어그램이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예와 일 비교예에 따라 제조된 태양전지의 성능평가 결과이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예와 일 비교예에 따라 제조된 태양전지의 성능평가 결과이다.
도 7에는 주용매인 DMF만을 사용한 경우(a)와 주용매인 DMF에 모폴로지 컨트롤러로서 CHP를 첨가한 경우(b)의 페로브스카이트 박막 형성의 단계를 도시한 그림이다.1 is a configuration diagram of a solar cell (a) having a planar heterojunction structure and an solar cell (b) having an inverted structure manufactured according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating the movement of holes and electrons according to energy levels of respective layers in a solar cell manufactured according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a photograph of a surface, a cross-section, and an enlarged cross-section of the photoactive layer produced according to one embodiment of the present invention and one comparative example.
4 is a current density-voltage diagram produced according to one embodiment and one comparative example of the present invention.
FIG. 5 is a graph illustrating a performance evaluation result of a solar cell manufactured according to one embodiment of the present invention and one comparative example.
6 shows the results of performance evaluation of a solar cell manufactured according to one embodiment of the present invention and one comparative example.
FIG. 7 is a view showing a step of forming a perovskite thin film in (a) using only DMF as a main solvent and (b) adding CHP as a morphology controller to a main solvent DMF.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
Throughout this specification, when a member is " on " another member, it includes not only when the member is in contact with the other member, but also when there is another member between the two members.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 광활성층 제조용 코팅조성물 및 이를 이용한 고효율 태양전지의 제조방법을 상세히 설명한다.
Hereinafter, a coating composition for the production of a photoactive layer and a method of manufacturing a high-efficiency solar cell using the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 모폴로지 컨트롤러를 통해 재현성이 높은 고효율의 유무기 하이브리드 태양전지를 제조하는 방법에 관한 것으로, 광활성층에 페로브스카이트 결정을 도입하고자 한다.
The present invention relates to a method of manufacturing a high-efficiency organic / inorganic hybrid solar cell having high reproducibility through a morphology controller, and to introduce perovskite crystals into the photoactive layer.

광활성층은 태양광을 흡수하여 전자-정공 쌍을 생성하는 유기-무기 반도체로서 페로브스카이트 구조의 유기-무기 하이브리드 페로브스카이트 화합물을 포함할 수 있다. 이때, 광활성층에 사용되는 반도체 물질은, 밴드갭 (bandgap)이 작고 광흡수 계수가 높아 태양광을 효율적으로 흡수하면서, 태양전지를 구성하는 각 요소 성분 간 에너지 밴드 매칭이 우수하여, 광에 의하여 생성된 엑시톤의 효율적인 분리 및 전달이 가능한 물질인 것이 좋다. 이때, 밴드갭은 반도체 물질이 가지는 전도대 띠(conduction band)와 가전자대 띠 (valence band)의 차이를 의미하며, 물질 고유의 특성에 의존한 밴드갭 또는 입자의 크기가 작은 경우 양자구속효과(Quantum-confinement effect)에 의해 크기에 따라 물질 고유의 특성으로부터 변화된 밴드갭을 포함할 수 있다.The photoactive layer may include an organic-inorganic hybrid perovskite compound having a perovskite structure as an organic-inorganic semiconductor which absorbs sunlight to generate electron-hole pairs. At this time, the semiconductor material used for the photoactive layer has a small bandgap and a high light absorption coefficient, so that it efficiently absorbs sunlight and has excellent energy band matching between the constituent elements of the solar cell, It is preferable that the material is a material capable of efficiently separating and transferring the generated excitons. In this case, the band gap means the difference between the conduction band and the valence band of the semiconductor material. If the band gap or the particle size depending on the characteristic of the material is small, the quantum confinement effect and may include a bandgap that varies from material-specific properties depending on the size by the -confinement effect.

본 발명에서는 태양광을 흡수하여 광전자-광정공 쌍을 생성하는 광활성 물질로 유무기 하이브리드 페로브스카이트(Inorganic-Organic Hybrid perovskites) 화합물을 채택하였다. 페로브스카이트는 직접형 밴드갭(direct bandgap)을 가지면서 광흡수계수가 550nm에서 1.5×10⁴cm^-1 정도로 높고, 전하 이동 특성이 우수하며 결함에 대한 내성이 뛰어나다는 장점이 있다.
In the present invention, an organic-organic hybrid perovskite compound is adopted as a photoactive material that absorbs sunlight to generate photo-electron-hole pairs. The perovskite has a direct bandgap and has a light absorption coefficient as high as 550 × 1.5 × 10 ⁴ cm ^-1 , excellent charge transfer characteristics, and excellent resistance to defects.

또한, 유무기 하이브리드 페로브스카이트 화합물은 용액의 도포 및 건조라는 극히 간단하고 용이하며 저가의 단순한 공정을 통해 광활성층을 이루는 광흡수체를 형성할 수 있는 장점이 있고, 도포된 용액의 건조에 의해 자발적으로 결정화가 이루어져 조대 결정립의 광흡수체 형성이 가능하며, 특히 전자와 정공 모두에 대한 전도도가 우수하다.
In addition, the organic / inorganic hybrid perovskite compound is advantageous in that it can form an optical absorber constituting the photoactive layer through simple and easy process of applying and drying the solution and a simple and inexpensive process. By drying the applied solution It is possible to form a light absorber of coarse crystal grains by spontaneous crystallization, and particularly excellent in conductivity for both electrons and holes.

다만, 본 발명에서는 태양전지의 광전변환효율과 재현성을 높이기 위하여 페로브스카이트(perovskite) 결정 형성에 도움을 줄 수 있는 물질을 페로브스카이트 전구체(precursor) 용액에 첨가하여 코팅함으로써 결정형성을 더디게 하고 이에 따라 모폴로지를 개선하는 방법을 제시하고자 한다.
However, in the present invention, in order to improve photoelectric conversion efficiency and reproducibility of a solar cell, a material capable of helping to form perovskite crystals is added to a perovskite precursor solution and coated to form crystals And suggest ways to improve morphology accordingly.

이를 위하여, 본 발명에서는 우선 광활성층을 구성하는 페로브스카이트 결정을 형성하기 위하여 코팅조성물을 준비할 수 있다. 광활성층 제조용 코팅조성물은 하기 화학식 1로 나타내어지는 화합물, 화학식 2로 나타내어지는 화합물, 모폴러지 컨트롤러, 및 용매를 그 성분으로 포함할 수 있다. For this purpose, in the present invention, a coating composition may be prepared to form perovskite crystals constituting the photoactive layer. The coating composition for preparing a photoactive layer may comprise a compound represented by the following formula (I), a compound represented by the following formula (II), a morphology controller, and a solvent.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

AXAX

(화학식 1에서 A는 C1-C20의 알킬기 또는 1가의 유기 암모늄 이온이며, X는 할로겐 이온이다.)
Wherein A is a C1-C20 alkyl group or a monovalent organic ammonium ion, and X is a halogen ion.

[화학식 2](2)

BX₂ BX ₂

(화학식 2에서 B은 2가의 금속 이온이며, X는 할로겐 이온이다.)
Wherein B is a divalent metal ion and X is a halogen ion.

상기 화학식 1에서 A는 C1-C20의 알킬기일 수 있으며, 상기 알킬기는 1 내지 20의 탄소수를 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 탄소수는 1 내지 20, 1 내지 10, 1 내지 6, 6 내지 20, 6 내지 10, 또는 10 내지 20일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. In Formula 1, A may be a C1-C20 alkyl group, and the alkyl group may have from 1 to 20 carbon atoms, but is not limited thereto. For example, the number of carbon atoms may be 1 to 20, 1 to 10, 1 to 6, 6 to 20, 6 to 10, or 10 to 20, but the present invention is not limited thereto.

또한, 상기 A는 1가의 유기 암모늄 이온이며, 여기에는 R₁-NH₃ ⁺ 또는 R₂-C₃H₃N₂ ⁺-R₃ 가 포함될 수 있다. 이때, R₁은 C1-C24의 알킬, C3-C20의 시클로알킬 또는 C6-C20의 아릴일 수 있으며, 바람직하게는 C1-C7의 알킬일 수 있고, 보다 바람직하게는 메틸일 수 있다. R₂는 C1-C24의 알킬, C3-C20의 시클로알킬 또는 C6-C20의 아릴일 수 있으며, 바람직하게는 C1-C7의 알킬일 수 있고, 보다 바람직하게는 메틸일 수 있다. R₃은 수소 또는 C1-C24의 알킬일 수 있으며, 바람직하게는 수소 또는 C1-C7일 수 있고, 보다 바람직하게는 수소일 수 있다.
In addition, A is a monovalent organic ammonium ion, and may include R ₁ -NH ₃ ⁺ or R ₂ -C ₃ H ₃ N ₂ ⁺ -R ₃ . In this case, R ₁ may be C1-C24 alkyl, C3-C20 cycloalkyl or C6-C20 aryl, preferably C1-C7 alkyl, more preferably methyl. R ₂ may be C1-C24 alkyl, C3-C20 cycloalkyl or C6-C20 aryl, preferably C1-C7 alkyl, more preferably methyl. R ₃ may be hydrogen or C 1 -C ₂₄ alkyl, preferably hydrogen or C 1 -C 7, and more preferably hydrogen.

상기 화학식 2에서 B은 2가의 금속 이온이며, 구체적으로 Cu²⁺, Ni²⁺, Co²⁺, Fe²⁺, Mn²⁺, Cr²⁺, Pd²⁺, Cd²⁺, Ge²⁺, Sn²⁺, Pb²⁺ 및 Yb²⁺로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있다.
In formula (2), B is a divalent metal ion, and specifically Cu ²⁺ , Ni ²⁺ , Co ²⁺ , Fe ²⁺ , Mn ²⁺ , Cr ²⁺ , Pd ²⁺ , Cd ²⁺ , Ge ²⁺ , Sn ²⁺ , Pb ^2+, and Yb ²⁺ .

상기 화학식 1 및 화학식 2에서 X는 할로겐 이온이며, 구체적으로 Cl^-, Br^- 및 I^-로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있다.
In the formulas (1) and (2), X is a halogen ion, and may be one or more selected from the group consisting of Cl ^- , Br ^- and I ^- .

상기 모폴로지 컨트롤러는 광활성층 제조용 코팅조성물에 포함되어 광활성층의 형상을 제어하는 물질을 말한다. 용매와 함께 이러한 모폴로지 컨트롤러를 함유한 코팅조성물은 모폴로지 컨트롤러를 함유하지 않고 단순 용매만을 사용한 경우보다 코팅조성물이 도포된 후 용매의 증발 속도를 늦추게 되어 페로브스카이트 전구체가 균일한 핵생성 사이트를 형성하여, 페로브스카이트 박막 결정형성을 더디게 해 준다. 따라서, 보다 향상된 모폴러지를 구현할 수 있고 진공증착 방법을 사용한 경우와 유사하게 균일하고 치밀한 광활성층의 막을 형성할 수 있다. 또한, 재현성 높고 안정적으로 광활성층의 박막을 제조할 수 있으며, 광흡수 효율이 증가하고 광활성층의 충진률이 증가할 수 있다.
The morphology controller refers to a material included in a coating composition for forming a photoactive layer to control the shape of the photoactive layer. The coating composition containing such a morphology controller together with the solvent slows down the evaporation rate of the solvent after the coating composition is applied rather than using a simple solvent without a morphology controller so that the perovskite precursor forms a homogeneous nucleation site , Which slows the formation of perovskite thin film crystals. Therefore, a more improved morphology can be realized and a uniform and dense photoactive layer film can be formed similarly to the case of using a vacuum deposition method. In addition, the thin film of the photoactive layer can be produced with high reproducibility and stability, the light absorption efficiency can be increased, and the filling rate of the photoactive layer can be increased.

상기 모폴로지 컨트롤러의 자격 조건으로는 첫째, 용매의 증기압(예를 들어, DMF의 경우 2.9mmHg)보다 더 낮은 증기압을 가져서 스핀 코팅 동안에 용매의 빠른 증발을 최소화하여야 하고, 용매의 끓는점(예를 들어, DMF의 경우 152~154℃)보다 더 높은 끓는점을 가져서 열처리 과정 동안 균일한 분위기를 유지하여 우수한 박막 형상을 얻도록 하여야 한다. Qualifications for the morphology controller include: first, a lower vapor pressure than the vapor pressure of the solvent (e.g., 2.9 mmHg in the case of DMF) to minimize the rapid evaporation of the solvent during spin coating and to reduce the boiling point of the solvent (e.g., DMF has a boiling point higher than the temperature of 152 to 154 ° C) so that a uniform atmosphere is maintained during the heat treatment process to obtain an excellent thin film shape.

구체적으로, 상기 용매의 증기압은 상기 모폴로지 컨트롤러의 증기압 대비 1 내지 60배의 증기압을 가질 수 있으며, 상기 용매는 20?에서 2.9 내지 0.05 mmHg의 증기압을 가질 수 있다. Specifically, the vapor pressure of the solvent may have a vapor pressure of 1 to 60 times the vapor pressure of the morphology controller, and the solvent may have a vapor pressure of 2.9 to 0.05 mmHg at 20 ?.

다만, 안정적인 공정 마진(margin)을 가지며 조대한 결정립의 광활성층을 제조하는 측면에서, 모폴로지 컨트롤러를 첨가함으로써 상기 용매의 증기압을 1 mmHg 이하, 바람직하게는 0.1 mmHg 이하로 제어하는 것이 좋다.
However, it is preferable to control the vapor pressure of the solvent to 1 mmHg or less, preferably 0.1 mmHg or less by adding a morphology controller in terms of producing a photoactive layer having a stable process margin with a stable process margin.

둘째, 화학식 1의 AX와 화학식 2의 BX₂가 등가의 몰비로 반응하여 ABX₃의 페로브스카이트 결정을 형성하므로, 상기 화학식 1의 AX와 화학식 2의 BX₂의 화합물에 대한 용해도가 충분하여야 한다.
Second, AX of formula (1) and BX ₂ of formula (2) react at equivalent molar ratio to form perovskite crystals of ABX ₃ , so that the solubility of AX of formula (1) and BX ₂ of formula do.

셋째, 상기 모폴로지 컨트롤러는 주용매와 혼화성이 높아야 한다.
Third, the morphology controller should be highly compatible with the main solvent.

상기 세 가지 조건을 고려하여, 주용매로 DMF를 사용할 경우를 예로 들면, 모폴로지 컨트롤러로 N-사이클로헥실-2-피롤리돈(N-Cyclohexyl-2-pyrrolidone; CHP)를 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. CHP는 끓는점이 286℃, 증기압이 0.05mmHg이고 DMF와 공통적으로 아마이드(amide) 그룹을 함유하고 있어 구조적 유사성 때문에 DMF와의 혼화성이 우수하다. 또한, AX의 일종인 CH₃NH₃I와 BX₂의 일종인 PbI₂가 CHP에 각각 0.6 g/ml 및 0.25 g/ml까지 용해되어 DMF의 용해성을 저해하지도 않는다. 따라서, CHP는 CH₃NH₃PbI₃ 조성의 변화를 방지함으로써 효과적인 모폴로지 컨트롤러로 활용될 수 있다.
Considering the above three conditions, N-cyclohexyl-2-pyrrolidone (CHP) may be used as a morphology controller, for example, when DMF is used as a main solvent. It is not. CHP has a boiling point of 286 ° C and a vapor pressure of 0.05 mmHg and contains an amide group in common with DMF, and thus has excellent compatibility with DMF due to structural similarity. In addition, CH ₃ NH ₃ I, which is one kind of AX, and PbI _{2, which} is a kind of BX ₂ , are dissolved in CHP to 0.6 g / ml and 0.25 g / ml, respectively, so that the solubility of DMF is not inhibited. Thus, CHP can be utilized as an effective morphology controller by preventing CH ₃ NH ₃ PbI ₃ composition changes.

도 7에는 주용매인 DMF만을 사용한 경우(a)와 주용매인 DMF에 모폴로지 컨트롤러로서 CHP를 첨가한 경우(b)의 페로브스카이트 박막 형성의 단계를 도시하였다. (a)의 경우 DMF의 빠른 증발로 페로브스카이트 결정이 지나치게 빨리 형성되어 스핀 코팅 공정 동안 모폴로지 제어가 어렵다. 따라서, 불균일하고 균열이 있는 막이 형성되며 커버리지(coverage)도 불량하게 된다. (b)의 경우 CHP의 높은 끓는점과 지극히 낮은 증기압으로 인하여 CH₃NH₃PbI₃ 결정의 빠른 형성을 방지하고 박막에 잔류하는 CHP 분자를 통하여 균일한 핵생성을 유도한다. 결과적으로 상부의 금속전극(Al)을 증착하는 동안 CHP의 증발을 통하여 균일하고 치밀한 페로브스카이트 결정 박막을 형성할 수 있다.
FIG. 7 shows steps of (a) using only DMF as the main solvent and (b) forming perovskite thin film when CHP is added as a main solvent to DMF as a morphology controller. (a), perovskite crystals are formed too quickly due to the rapid evaporation of DMF, making it difficult to control the morphology during the spin coating process. Thus, a non-uniform, cracked film is formed and the coverage is also poor. (b), due to the high boiling point of CHP and extremely low vapor pressure, it prevents rapid formation of CH ₃ NH ₃ PbI ₃ crystals and induces uniform nucleation through CHP molecules remaining in the thin film. As a result, a uniform and dense perovskite crystal thin film can be formed through evaporation of CHP during deposition of the upper metal electrode (Al).

또는, 상기 모폴러지 컨트롤러는 아마이드(amide) 그룹과 피롤(pyrrol) 그룹을 함유하는 화합물일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Alternatively, the morphological controller may be a compound containing an amide group and a pyrrol group, but is not limited thereto.

아마이드 그룹은 용해성 향상에 기여하며, 피롤 그룹은 높은 끓는점과 낮은 증기압을 유도함으로써 형상 제어에 기여할 수 있다.
Amide groups contribute to solubility enhancement and pyrrole groups can contribute to shape control by inducing high boiling point and low vapor pressure.

이러한 모폴러지 컨트롤러의 예로는 N-사이클로헥실-2-피롤리돈(N-Cyclohexyl-2-pyrrolidone; CHP), N-메틸-2-피롤리돈(N-methyl-2-pyrrolidone; NMP), 1,3-다이메틸-3,4,5,6-테트라하이드로-2(1H)-피리미디논(1,3-Dimethyl-3,4,5,6-tetrahydro-2(1H)-pyrimidinone; DMPU), 벤질 벤조에이트(Benzyl Benzoate), N-옥틸-피롤리돈(N-Octyl-pyrrolidone; N8P), N-비닐-피롤리돈(N-vinyl-Pyrrolidinone; NVP), 벤질 에테르(Benzyl Ether), 디메틸-이미다졸리디논(dimethyl-imidazolidinone), 브로모벤젠(Bromobenzene), N-메틸 포름아마이드(N-Methyl Formamide; NMF), 벤즈알데하이드(Benzaldehyde), 및 퀴놀린(Quinoline)으로 이루어지는 군에서 선택되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
Examples of such a morphological controller include N-Cyclohexyl-2-pyrrolidone (CHP), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) 1,3-Dimethyl-3,4,5,6-tetrahydro-2 (1H) -pyrimidinone (1,3-Dimethyl-3,4,5,6-tetrahydro-2 (1H) -pyrimidinone; DMPU), benzyl benzoate, N-octyl-pyrrolidone (N8P), N-vinyl-pyrrolidinone (NVP), benzyl ether ), Dimethyl-imidazolidinone, bromobenzene, N-methyl formamide (NMF), benzaldehyde, and quinoline. But is not limited thereto.

또한, 상기 용매는 페로브스카이트 전구체가 용해되기 쉬운 용매라면 특별히 한정되는 것은 아니나, 감마-부티로락톤(GBL), 포름아마이드, N,N-다이메틸포름아마이드(DMF), 다이포름아마이드, 아세토나이트릴, 테트라하이드로퓨란, 다이메틸설폭사이드(DMSO), 다이에틸렌글리콜, 1-메틸-2-피롤리돈, N,N-다이메틸아세트아미드, 아세톤, α-터피네올, β-터피네올, 다이하이드로 터피네올, 2-메톡시 에탄올, 아세틸아세톤, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 펜탄올, 헥산올, 케톤, 메틸 이소부틸 케톤 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 것일 수 있다.
In addition, the solvent is not particularly limited as long as the perovskite precursor is easily dissolved, but it is preferable to use a solvent such as gamma-butyrolactone (GBL), formamide, N, N-dimethylformamide (DMF) But are not limited to, acetonitrile, tetrahydrofuran, dimethylsulfoxide (DMSO), diethylene glycol, 1-methyl-2-pyrrolidone, N, N- dimethylacetamide, acetone, Butanol, pentanol, hexanol, ketone, methyl isobutyl ketone, and combinations thereof. The solvent may be selected from the group consisting of methanol, ethanol, propanol, butanol, pentanol, have.

이때, 상기 모폴로지 컨트롤러와 상기 용매의 부피 총합을 기준으로 상기 모폴로지 컨트롤러의 함량은 부피%로 3 ~ 10%로 유지하면 안정적인 공정 마진이 확보될 수 있으며, 보다 조립의 광활성층을 형성할 수 있다. 바람직하게는 4 내지 8%, 보다 바람직하게는 4 내지 7%, 보다 더 바람직하게는 5 내지 7%로 유지하는 것이 좋다.
At this time, if the content of the morphology controller is maintained at 3 to 10% by volume in terms of the total volume of the morphology controller and the solvent, a stable process margin can be secured and a photoactive layer for assembly can be formed. , Preferably 4 to 8%, more preferably 4 to 7%, still more preferably 5 to 7%.

이와 같이 제조된 코팅조성물을 사용하여 태양전지를 제조하는 방법을 설명하고자 한다.A method for producing a solar cell using the coating composition thus prepared will be described.

본 발명의 태양전지는 제1전극, 정공수송층, 광활성층, 전자수송층 및 제2전극을 포함할 수 있다. 도 1에 도시한 바와 같이, (ⅰ)기판 상에 애노드 전극이 배치되는 평면 이종접합(plannar- heterojunction) 구조, (ⅱ) 기판 상에 캐소드 전극이 배치되는 인버티드(inverted) 구조의 태양전지로 구현될 수 있다. 다만, 인버티드(inverted) 구조의 태양전지는 전자수송층으로 기능하는 메조 구조의 TiO₂ 스캐폴드(scaffold) 위에 페로브스카이트 물질을 증착하는 공정이 필요하고 이때 500℃ 이상의 고온이 필요하므로 플렉서블 구조에서는 적용에 한계가 있다.The solar cell of the present invention may include a first electrode, a hole transporting layer, a photoactive layer, an electron transporting layer, and a second electrode. As shown in Fig. 1, a planar-heterojunction structure in which an anode electrode is disposed on a substrate, (ii) an inverted solar cell having a cathode electrode disposed on the substrate, Can be implemented. However, an inverted solar cell requires a process of depositing a perovskite material on a meso-structured TiO ₂ scaffold which functions as an electron transport layer. Since a high temperature of 500 ° C or more is required at this time, There are limitations in application.

상기 제1전극과 제2전극은 서로 대향 배치되고, 상기 광활성층은 제1전극과 제2전극 사이에 위치한다. 상기 정공수송층은 상기 제1전극과 상기 광활성층 사이에 위치하며, 상기 전자수송층은 상기 광활성층과 상기 제2전극 사이에 위치할 수 있다. 일례로, 제1전극, 정공수송층, 광활성층, 전자수송층 및 제2전극이 순차적으로 적층된 구조일 수 있으나 이에 제한되지 않고, 각 전극과 층 사이, 또는 층과 층 사이에 다른 구성요소가 개입되는 것을 배제하는 것은 아니다.The first electrode and the second electrode are disposed opposite to each other, and the photoactive layer is positioned between the first electrode and the second electrode. The hole transport layer may be located between the first electrode and the photoactive layer, and the electron transport layer may be located between the photoactive layer and the second electrode. For example, the first electrode, the hole transporting layer, the photoactive layer, the electron transporting layer, and the second electrode may be sequentially stacked, but not limited to, a structure in which each electrode is interposed between layers, It is not excluded.

또한, 제1전극, 제2전극이라는 용어들은 하나의 전극을 다른 전극으로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1전극은 제2전극으로 명명될 수 있고, 유사하게 제2전극도 제1전극으로 명명될 수 있다.
Further, the terms first electrode and second electrode are used only for the purpose of distinguishing one electrode from another electrode. For example, without departing from the scope of the present invention, the first electrode may be referred to as a second electrode, and similarly, the second electrode may also be referred to as a first electrode.

또한, 본 발명의 태양전지는 상기 제1전극 하부에 위치하는 기판을 더 포함할 수 있다. 기판은 제1전극 내지 제2전극을 지지하기 위한 지지체의 역할을 수행할 수 있다.In addition, the solar cell of the present invention may further include a substrate positioned below the first electrode. The substrate may serve as a support for supporting the first electrode to the second electrode.

상기 기판으로는 무기물 기판 혹은 유기물 기판을 사용할 수 있다.As the substrate, an inorganic substrate or an organic substrate can be used.

상기 무기물 기판으로는 유리, 석영(Quartz), Al₂O₃, SiC, Si, GaAs, 또는 InP로 이루어지는 것일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 유기물 기판으로는 켑톤 호일, 폴리이미드(Polyimide, PI), 폴리에테르술폰(polyethersulfone, PES), 폴리아크릴레이트(polyacrylate, PAR), 폴리에테르 이미드(polyetherimide, PEI), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate, PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide, PPS), 폴리아릴레이트(polyarylate), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 셀룰로오스 트리 아세테이트(cellulose triacetate, CTA), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate, CAP)로부터 선택되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 무기물 기판 및 상기 유기물 기판은 광이 투과되는 투명한 소재로 이루어지는 것이 더욱 바람직하며, 통상의 태양전지에서 전면 전극 상에 위치할 수 있는 기판이면 사용 가능하다. 유기물 기판을 도입하는 경우, 전극의 유연성을 높일 수 있다.
The inorganic substrate may be glass, quartz, Al ₂ O ₃ , SiC, Si, GaAs, or InP, but is not limited thereto. Examples of the organic material substrate include polyimide (PI), polyethersulfone (PES), polyacrylate (PAR), polyetherimide (PEI), polyethylene naphthalate PEN), polyethylene terephthalate (PET), polyphenylene sulfide (PPS), polyarylate, polycarbonate (PC), cellulose triacetate (CTA) But is not limited to, cellulose acetate propionate (CAP). More preferably, the inorganic substrate and the organic substrate are made of a transparent material through which light is transmitted, and can be used as a substrate that can be placed on the front electrode in an ordinary solar cell. When the organic material substrate is introduced, the flexibility of the electrode can be enhanced.

제1전극은 기판 상에 위치하며 전도성 전극, 특히 광의 투과를 향상시키기 위해 투명 전도성 전극이 좋다. 제1전극은 태양전지에서 광이 수광되는 측에 구비되는 전극인 전면전극에 해당할 수 있으며, 태양전지 분야에서 통상적으로 사용되는 전면전극 물질이면 사용 가능하다. 구체적인 예로 상기 제1전극은 불소 함유 산화주석(FTO; Fluorine doped Tin Oxide), 인듐 함유 산화주석(ITO; Indium doped Tin Oxide), 알루미늄 함유 산화아연(AZO; Al-doped Zinc Oxide), 인듐 함유 산화아연(IZO; Indium doped Zinc Oxide) 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The first electrode is located on the substrate and is preferably a conductive electrode, particularly a transparent conductive electrode for improving the transmission of light. The first electrode may correspond to a front electrode that is an electrode provided on a side where light is received by the solar cell, and may be a front electrode material commonly used in the solar cell field. As a specific example, the first electrode may include at least one of fluorine doped tin oxide (FTO), indium doped tin oxide (ITO), aluminum-doped zinc oxide (AZO) Indium doped zinc oxide (IZO), or a mixture thereof. However, the present invention is not limited thereto.

제1전극은 기판 상에 열기상증착(thermal evaporation), 전자빔증착(e-beam evaporation), RF(Radio Frequency) 스퍼터링(sputtering), 마그네트론 스퍼터링(magnetron sputtering)법, 진공증착(Vacuum Deposition) 또는 화학적 증착(chemical vapor deposition) 등에서 적절하게 선택하여 형성될 수 있다.
The first electrode may be formed on the substrate by thermal evaporation, e-beam evaporation, radio frequency (RF) sputtering, magnetron sputtering, vacuum deposition or chemical vapor deposition Chemical vapor deposition, or the like.

제2전극은 태양전지 분야에서 통상적으로 사용되는 후면 전극이면 무방하다. 구체적으로, 제2전극은 금, 은, 백금, 팔라듐, 구리, 알루미늄, 탄소, 황화코발트, 황화구리, 산화니켈 및 이들의 복합물에서 하나 이상 선택되는 물질일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 제2전극 또한 상기 제1전극에서 설명한 방식으로 형성될 수 있으므로 중복 설명은 생략한다.
The second electrode may be a rear electrode conventionally used in the field of solar cells. Specifically, the second electrode may be at least one material selected from gold, silver, platinum, palladium, copper, aluminum, carbon, cobalt sulfide, copper sulfide, nickel oxide and combinations thereof. Since the second electrode may also be formed in the manner described in the first electrode, a duplicate description will be omitted.

상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에는 광활성층이 개재될 수 있다.A photoactive layer may be interposed between the first electrode and the second electrode.

광활성층은 전자와 정공을 분리시켜 전류를 만들어내는 광전변환층으로의 역할을 수행한다. 도 2에 도시된 바에 의하면, 페로브스카이트 구조를 광활성층에 도입한 경우, 정공수송층(예를 들어, PEDOT:PSS)의 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital) 준위와 전자수송층(예를 들어, PCBM)의 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital) 준위 각각이 페로브스카이트(예를 들어, CH₃NH₃PbI₃)의 가전자대 띠(valence band)와 전도대 띠(conduction band)와 잘 매칭되어 전자는 전자수송층(예를 들어, PCBM) 쪽으로, 정공은 정공수송층(예를 들어, PEDOT:PSS) 쪽으로 잘 전달된다. The photoactive layer serves as a photoelectric conversion layer that separates electrons and holes to produce an electric current. 2, when a perovskite structure is introduced into the photoactive layer, a HOMO (Highest Occupied Molecular Orbital) level of a hole transport layer (for example, PEDOT: PSS) and an electron transport layer (LUMO) levels of the LUMO of each of the wells are well matched to the valence band and the conduction band of the perovskite (for example, CH ₃ NH ₃ PbI ₃ ) Toward the transport layer (e.g., PCBM), the holes are well transported toward the hole transport layer (e.g., PEDOT: PSS).

이와 같은 메커니즘을 통하여 전자-정공 쌍들이 효과적으로 전자와 정공으로 분리될 수 있으며, 상기 분리된 전자 및 정공은 제1전극과 제2전극의 일함수 차이로 형성된 내부 전기장과 축적된 전하의 농도차에 의해 각각의 전극으로 이동하여 수집되며 최종적으로 외부회로를 통해 전류의 형태로 흐르게 된다.Through such a mechanism, the electron-hole pairs can be effectively separated into electrons and holes, and the separated electrons and holes are separated from each other by the internal electric field formed by the work function difference between the first electrode and the second electrode, And finally flows through the external circuit in the form of current.

광활성층의 형상제어를 통하면 광흡수율을 높임으로써 태양전지의 광전변환효율을 향상시킬 수 있다.
By controlling the shape of the photoactive layer, photoelectric conversion efficiency of the solar cell can be improved by increasing the light absorptivity.

본 발명의 일 구현예에 의하면, 상기 제1전극과 상기 광활성층 사이에 정공수송층(HTL)이 위치할 수 있다. 상기 정공수송층은 광활성층에서 생성된 정공이 상기 제1전극으로 용이하게 전달되도록 하는 층으로, 정공수송층으로는 가시광선의 투과성과 전도성을 보장하는 고분자인 PEDOT:PSS가 사용될 수 있다. 3000 내지 5000rpm의 속도로 40 내지 50초간 스핀코팅을 실시하여 정공수송층을 형성할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a hole transport layer (HTL) may be disposed between the first electrode and the photoactive layer. The hole transport layer is a layer that allows holes generated in the photoactive layer to be easily transferred to the first electrode. As the hole transport layer, PEDOT: PSS, which is a polymer that ensures transparency and conductivity of visible light, may be used. Spin coating may be performed at a speed of 3000 to 5000 rpm for 40 to 50 seconds to form a hole transporting layer.

상세하게, 정공수송층에 사용되는 물질은 P3HT(poly[3-hexylthiophene]), MDMO-PPV(poly[2-methoxy-5-(3',7'-dimethyloctyloxyl)]-1,4-phenylene vinylene), MEH-PPV(poly[2-methoxy-5-(2''-ethylhexyloxy)-p-phenylene vinylene]), P3OT(poly(3-octyl thiophene)), POT( poly(octyl thiophene)), P3DT(poly(3-decyl thiophene)), P3DDT(poly(3-dodecyl thiophene), PPV(poly(p-phenylene vinylene)), TFB(poly(9,9'-dioctylfluorene-co-N-(4-butylphenyl)diphenyl amine), Polyaniline, Spiro-MeOTAD ([2,22′,7,77′-tetrkis (N,N-di-pmethoxyphenyl amine)-9,9,9′-spirobi fluorine]), CuSCN, CuI, PCPDTBT(Poly[2,1,3-benzothiadiazole-4,7-diyl[4,4-bis(2-ethylhexyl-4H- cyclopenta [2,1-b:3,4-b']dithiophene-2,6-diyl]], Si-PCPDTBT(poly[(4,4′-bis(2-ethylhexyl)dithieno[3,2-b:2′,3′-d]silole)-2,6-diyl-alt-(2,1,3-benzothiadiazole)-4,7-diyl]), PBDTTPD(poly((4,8-diethylhexyloxyl) benzo([1,2-b:4,5-b']dithiophene)-2,6-diyl)-alt-((5-octylthieno[3,4-c]pyrrole-4,6-dione)-1,3-diyl)), PFDTBT(poly[2,7-(9-(2-ethylhexyl)-9-hexyl-fluorene)-alt-5,5-(4', 7,-di-2-thienyl-2',1', 3'-benzothiadiazole)]), PFO-DBT(poly[2,7-.9,9-(dioctyl-fluorene)-alt-5,5-(4',7'-di-2-.thienyl-2', 1', 3'-benzothiadiazole)]), PSiFDTBT(poly[(2,7-dioctylsilafluorene)-2,7-diyl-alt-(4,7-bis(2-thienyl)-2,1,3-benzothiadiazole)-5,5′-diyl]), PSBTBT(poly[(4,4′-bis(2-ethylhexyl)dithieno[3,2-b:2′,3′-d]silole)-2,6-diyl-alt-(2,1,3-benzothiadiazole)-4,7-diyl]), PCDTBT(Poly [[9-(1-octylnonyl)-9H-carbazole-2,7-diyl] -2,5-thiophenediyl-2,1,3-benzothiadiazole-4,7-diyl-2,5-thiophenediyl]), PFB(poly(9,9′-dioctylfluorene-co-bis(N,N′-(4,butylphenyl))bis(N,N′-phenyl-1,4-phenylene)diamine), F8BT(poly(9,9′-dioctylfluorene-cobenzothiadiazole), PEDOT (poly(3,4-ethylenedioxythiophene)), PEDOT:PSS poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate), PTAA (poly(triarylamine)), Poly(4-butylphenyldiphenyl-amine) 및 이들의 공중합체에서 하나 또는 둘 이상 선택될 수 있다.Specifically, the material used for the hole transport layer is P3HT (poly [3-hexylthiophene]), MDMO-PPV (poly (2-methoxy-5- (3 ', 7'- dimethyloctyloxyl) , Poly (3-octyl thiophene), POT (poly (octyl thiophene)), P3DT (poly (2-methoxy-5- poly (3-decyl thiophene), poly (3-dodecyl thiophene), poly (p-phenylene vinylene), poly (9,9'-dioctylfluorene- diphenyl amine), Polyaniline, Spiro-MeOTAD ([2,22 ', 7,77'-tetrkis (N, N-di-pmethoxyphenyl amine) -9,9,9'- spirobi fluorine]), CuSCN, CuI, PCPDTBT (Poly [2,1,3-benzothiadiazole-4,7-diyl4,4-bis (2-ethylhexyl-4H-cyclopenta [ dl]], Si-PCPDTBT (poly [(4,4'-bis (2-ethylhexyl) dithieno [3,2-b: 2 ', 3'- 2,1,3-benzothiadiazole) -4,7-diyl]), PBDTTPD (poly ((4,8-diethylhexyloxyl) benzo [1,2- b: 4,5-b '] dithiophene) -1,3-diyl)), PFDTBT (poly [2,7- (9- (2-ethylhexyl) ) -9-hex yl-fluorene) -tallow-5,5- (4 ', 7-di-2-thienyl-2', 1'3'-benzothiadiazole)], PFO-DBT (poly [ 5 '- (4', 7'-di-2-thienyl-2 ', 1', 3'-benzothiadiazole)], PSiFDTBT (poly [ (4,7-bis (2-thienyl) -2,1,3-benzothiadiazole) -5,5'-diyl], PSBTBT (poly [ 4'-bis (2-ethylhexyl) dithieno [3,2-b: 2 ', 3'-d] silole) -2,6-diyl-6- (2,1,3-benzothiadiazole) diyl]), PCDTBT (Poly [[9- (1-octylononyl) -9H-carbazole-2,7-diyl] -2,5-thiophenediyl-2,1,3-benzothiadiazole- 5-thiophenediyl], PFB (poly (9,9'-dioctylfluorene-co-bis (N, N '- (4, Poly (3,4-ethylenedioxythiophene), PEDOT: PSS poly (3,4-ethylenedioxythiophene) poly (styrenesulfonate), PTAA (poly (triarylamine) Poly (4-butylphenyldiphenyl-amine), and copolymers thereof.

인버티드 구조에서는 정공수송층으로 P3HT 고분자물질이나 2,2,7,7-tetrakis-(N,N-di-p-methoxyphenylamine) 9,9-bifluorene (spiro-OMeTAD)가 사용될 수도 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
In the inverted structure, a P3HT polymer material or 2,2,7,7-tetrakis- (N, N-di-p-methoxyphenylamine) 9,9-bifluorene (spiro-OMeTAD) may be used as the hole transport layer, It is not.

본 발명의 일 구현예에 의하면, 상기 광활성층과 상기 제2전극 사이에는 전자수송층(ETL)이 위치할 수 있다. 전자수송층은 상기 광활성층에서 생성된 전자가 상기 제2전극으로 용이하게 전달되도록 하는 층으로 사용되는 물질로는 플러렌(fullerene: C60), 플러렌 유도체, 페릴렌(perylene), PBI(polybenzimidazole) 및 PTCBI(3,4,9,10-perylene-tetracarboxylic bis-benzimidazole) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으며, 상기 플러렌 유도체는 PCBM((6,6)-phenyl-C61-butyric acid-methylester) 또는 PCBCR((6,6)-phenyl-C61-butyric acid cholesteryl ester)일 수 있다. 그러나, 상기 물질들에 한정되는 것은 아니다. 용매로는 시클로헥산(Cyclohexane), 디클로로메탄(Dichloromethane), 알칸티올(Alkanethiol), 알칸디티올(Alkanedithiol), 클로로벤젠(chlorobenzene) 혹은 이들의 혼합물이 용매로 사용될 수 있다. 1000 내지 5000rpm의 속도로 20 내지 50초간 스핀코팅을 실시하여 전자수송층을 형성할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, an electron transport layer (ETL) may be disposed between the photoactive layer and the second electrode. The electron transport layer may be formed of a material such as fullerene (C60), fullerene derivative, perylene, PBI (polybenzimidazole), and PTCBI (6,6) -phenyl-C61-butyric acid-methylester) or PCBCR ((6,6) -phenyl- (6,6) -phenyl-C61-butyric acid cholesteryl ester). However, it is not limited to these materials. As the solvent, cyclohexane, dichloromethane, alkanethiol, alkanedithiol, chlorobenzene, or a mixture thereof may be used as a solvent. The electron transport layer can be formed by spin coating at a speed of 1000 to 5000 rpm for 20 to 50 seconds.

다만, 인버티드 구조에서는 전자수송층으로 TiO₂ 계열이나 Al₂O₃ 계열의 다공성 물질이 주로 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
However, in the inverted structure, a porous material such as TiO ₂ series or Al ₂ O ₃ series may be mainly used as the electron transport layer, but the present invention is not limited thereto.

상기 광활성층은 상기 정공수송층 또는 전자수송층 위에 앞서 제조한 코팅조성물을 도포하고 건조함으로써 형성될 수 있다. 이로써, 하기 화학식 3으로 나타내어지는 유무기 하이브리드 페로브스카이트 화합물을 형성할 수 있다.
The photoactive layer may be formed by applying the coating composition prepared above on the hole transporting layer or the electron transporting layer and drying the coating composition. Thus, an organic or inorganic hybrid perovskite compound represented by the following formula (3) can be formed.

[화학식 3](3)

ABX₃ ABX ₃

(화학식 3에서, A는 C1-C20의 알킬기 또는 1가의 유기 암모늄 이온이며, B은 2가의 금속 이온이며, X는 할로겐 이온이다.)
(Wherein A is a C1-C20 alkyl group or a monovalent organic ammonium ion, B is a divalent metal ion, and X is a halogen ion.)

상기 ABX₃은 (R₁-NH₃ ⁺)BX₃ 또는 (R₂-C₃H₃N₂ ⁺-R₃)BX₃가 포함될 수 있다. 이때, R₁은 C1-C24의 알킬, C3-C20의 시클로알킬 또는 C6-C20의 아릴일 수 있으며, 바람직하게는 C1-C7의 알킬일 수 있고, 보다 바람직하게는 메틸일 수 있다. R₂는 C1-C24의 알킬, C3-C20의 시클로알킬 또는 C6-C20의 아릴일 수 있으며, 바람직하게는 C1-C7의 알킬일 수 있고, 보다 바람직하게는 메틸일 수 있다. R₃은 수소 또는 C1-C24의 알킬일 수 있으며, 바람직하게는 수소 또는 C1-C7일 수 있고, 보다 바람직하게는 수소일 수 있다.
ABX ₃ may include (R ₁ -NH ₃ ⁺ ) BX ₃ or (R ₂ -C ₃ H ₃ N ₂ ⁺ -R ₃ ) BX ₃ . In this case, R ₁ may be C1-C24 alkyl, C3-C20 cycloalkyl or C6-C20 aryl, preferably C1-C7 alkyl, more preferably methyl. R ₂ may be C1-C24 alkyl, C3-C20 cycloalkyl or C6-C20 aryl, preferably C1-C7 alkyl, more preferably methyl. R ₃ may be hydrogen or C 1 -C ₂₄ alkyl, preferably hydrogen or C 1 -C 7, and more preferably hydrogen.

상기 B은 2가의 금속 이온이며, 구체적으로 Cu²⁺, Ni²⁺, Co²⁺, Fe²⁺, Mn²⁺, Cr²⁺, Pd²⁺, Cd²⁺, Ge²⁺, Sn²⁺, Pb²⁺ 및 Yb²⁺로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있다. 상기 X는 할로겐 이온이며, 구체적으로 Cl^-, Br^- 및 I^-로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있다.
Wherein B is a divalent metal ion, particularly ^{Cu 2+, Ni 2+, Co 2+} , Fe 2+, Mn 2+, Cr 2+, Pd 2+, Cd 2+, Ge 2+, Sn 2+ , Pb < ^{2 +} > and Yb < ^{2 +} >. X is a halogen ion, and specifically may be one or two or more selected from the group consisting of Cl ^- , Br ^- and I ^- .

일 예로, 페로브스카이트 구조의 화합물은 ABX^a _xX^b _y 혹은 A₂BX^a _xX^b _y(0≤x≤3인 실수, 0≤y≤3인 실수, x+y=3이며, X^a와 X^b는 서로 상이한 할로겐이온)일 수 있다.
For example, the perovskite-structured compound may be ABX ^a _x X ^b _y or A ₂ BX ^a _x X ^b _y (real number _0? X? 3, real number 0? Y? 3, x + y = X ^a and X ^b may be different halogen ions).

구체적인 일 예로, 페로브스카이트 구조의 화합물은 CH₃NH₃PbI_xCl_y(0≤x≤3인 실수, 0≤y≤3인 실수 및 x+y=3), CH₃NH₃PbI_xBr_y(0≤x≤3인 실수, 0≤y≤3인 실수 및 x+y=3), CH₃NH₃PbCl_xBr_y(0≤x≤3인 실수, 0≤y≤3인 실수 및 x+y=3) 및 CH₃NH₃PbI_xF_y(0≤x≤3인 실수, 0≤y≤3인 실수 및 x+y=3)에서 하나 또는 둘 이상 선택될 수 있으며, 또한 (CH₃NH₃)₂PbI_xCl_y(0≤x≤4인 실수, 0≤y≤4인 실수 및 x+y=4), CH₃NH₃PbI_xBr_y(0≤x≤4인 실수, 0≤y≤4인 실수 및 x+y=4), CH₃NH₃PbCl_xBr_y(0≤x≤4인 실수, 0≤y≤4인 실수 및 x+y=4) 및 CH₃NH₃PbI_xF_y(0≤x≤4인 실수, 0≤y≤4인 실수 및 x+y=4)에서 하나 또는 둘 이상 선택될 수 있다.
As a specific example, the perovskite structure compound may be CH ₃ NH ₃ PbI _x Cl _y (real number 0 ≦ _x ≦ ₃ , real number 0 ≦ _y ≦ 3 and x + y = 3), CH ₃ NH ₃ PbI _x Br _y (real number of 0? X? 3, real number of 0? Y? 3 and x + y = 3), CH ₃ NH ₃ PbCl _x Br _y (real number 0? _{X? 3} , and x + y = 3), and _{CH 3 NH 3 PbI x F y} (0≤x≤3 mistake, it can be selected at least one or both on the real 0≤y≤3 and x + y = 3), also (CH ₃ NH ₃ ) ₂ PbI _x Cl _y (real number 0 ≤ _x ≤ 4, real number 0 ≤ y ≤ 4, and x + y = 4), CH ₃ NH ₃ PbI _x Br _y (Real number of 0? X? 4, real number of 0? Y? 4 and x + y = 4), and CH ₃ NH ₃ PbCl _x Br _{y 3} NH ₃ PbI _x F _y (real numbers 0? X? 4, real numbers 0? Y? 4, and x + y = 4).

코팅조성물의 도포는 특별히 제한되지는 않지만, 스핀 코팅법, 롤(roll) 코팅법, 스프레이 코팅법, 플로(flow) 코팅법, 정전기 코팅법, 잉크젯 프린팅법, 노즐 프린팅법, 딥 코팅법, 전기영동증착법, 테이프 캐스팅법, 스크린 프린팅법, 패드(pad) 프린팅법, 닥터 블레이드 코팅법, 그래비어 프린팅법, 그래비어 오프셋 프린팅법, 및 랭뮈어-블로제트(Langmuir-Blogett)법으로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 방법으로 수행될 수 있다. 이 외에도 일반적인 습식 코팅 방법을 적용할 수 있다.
The application of the coating composition is not particularly limited, and examples of the coating method include a spin coating method, a roll coating method, a spray coating method, a flow coating method, an electrostatic coating method, an inkjet printing method, a nozzle printing method, A group consisting of electrophoretic deposition, electrophoretic deposition, electrophoretic deposition, electrophoretic deposition, electrophoretic deposition, electrophoretic deposition, electrophoretic deposition, electrophoretic deposition, electrophoretic deposition, electrophoretic deposition, electrophoretic deposition, May be performed in one or more ways that are selected. In addition, a common wet coating method can be applied.

이하, 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위한 예일 뿐, 본 발명의 권리범위를 제한하지는 않는다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples. However, the following examples are only for illustrating the present invention in more detail and do not limit the scope of the present invention.

[실시예][Example]

제조예 1-1: 코팅조성물의 제조 Production Example 1-1: Preparation of Coating Composition

메틸암모늄이오다이드(CH₃NH₃I)와 레드디이오다이드(PbI₂)를 1:1 몰비로 준비하고, N,N-다이메틸포름아마이드 (N,N-Dimethylformamide; DMF)와 N-사이클로헥실-2-피롤리돈(N-Cyclohexyl-2-pyrrolidone; CHP)의 혼합액에 용해시키되, DMF와 CHP의 부피 총합 대비 CHP의 혼합비율을 1 부피%(vol%) 부터 99 부피%까지 변화시켰다. 이어, 60℃에서 12시간 교반하여 1.2 M 농도의 메틸암모늄레드트리이오다이드(Methylammonium leadtriiodide, CH₃NH₃PbI₃) 용액을 제조하였다. 앞서 제조한 다양한 혼합비율을 가지는 코팅조성물 중 일부 몇몇 코팅조성물에 함유된 성분의 함량은 표 1과 같다.
Methyl ammonium iodide (CH ₃ NH ₃ I) and red diiodide (PbI ₂ ) were prepared at a molar ratio of 1: 1 and N, N-dimethylformamide (DMF) and N- 2-pyrrolidone (CHP), and the mixing ratio of CHP to the total volume of DMF and CHP is changed from 1 vol% to 99 vol% . Then, the solution was stirred at 60 ° C for 12 hours to prepare a 1.2 M Methylammonium lead triiodide (CH ₃ NH ₃ PbI ₃ ) solution. The content of the components contained in some coating compositions of some of the coating compositions having various mixing ratios prepared as described above is shown in Table 1.

CH₃NH₃I와 PbI₂의 몰비CH ₃ NH ₃ I as the molar ratio of PbI ₂ DMF와 CHP의 혼합비(vol%)Mixing ratio of DMF and CHP (vol%) CH₃NH₃ICH ₃ NH ₃ I PbI₂ PbI ₂ DMFDMF CHPCHP 발명예 1Inventory 1 1One 1One 9999 1One 발명예 2Inventory 2 1One 1One 9595 55 발명예 3Inventory 3 1One 1One 9393 77 발명예 4Honorable 4 1One 1One 9090 1010 비교예 1Comparative Example 1 1One 1One 100100 00

제조예 1-2: 코팅조성물의 제조 Production Example 1-2: Preparation of Coating Composition

N-사이클로헥실-2-피롤리돈(N-Cyclohexyl-2-pyrrolidone; CHP) 대신에 다이메틸설폭사이드(DMSO)를 사용한 것, 그리고 N-사이클로헥실-2-피롤리돈(N-Cyclohexyl-2-pyrrolidone; CHP) 대신에 N-메틸-2-피롤리돈(N-methyl-2-pyrrolidone; NMP)을 사용한 것을 제외하고는 제조예 1-1과 동일한 방법에 의하여 코팅조성물을 각각 제조하였다. 앞서 제조한 다양한 혼합비율을 가지는 코팅조성물 중 일부 몇몇 코팅조성물에 함유된 성분의 함량은 표 2와 같다.
Dimethylsulfoxide (DMSO) was used instead of N-cyclohexyl-2-pyrrolidone (CHP), and N-cyclohexyl- Except that N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) was used in place of 2-pyrrolidone (CHP) . The content of the components contained in some coating compositions of some of the coating compositions having various mixing ratios prepared as described above is shown in Table 2.

CH₃NH₃I와 PbI₂의 몰비CH ₃ NH ₃ I as the molar ratio of PbI ₂ DMSO 혹은 NMP의 혼합비(vol%)Mixing ratio of DMSO or NMP (vol%) CH₃NH₃ICH ₃ NH ₃ I PbI₂ PbI ₂ DMFDMF DMSO 혹은 NMPDMSO or NMP 발명예 5Inventory 5 1One 1One 9999 1One 발명예 6Inventory 6 1One 1One 9595 55 발명예 7Honorable 7 1One 1One 9393 77 발명예 8Honors 8 1One 1One 9090 1010 비교예 2Comparative Example 2 1One 1One 100100 00

제조예 2: 태양전지의 제조Production Example 2: Production of solar cell

본 발명의 태양전지의 일례를 도 1에 나타내었다. 도 1(a)의 평면 이종접합 구조의 태양전지를 제조하는 과정은 다음과 같다.An example of the solar cell of the present invention is shown in Fig. The process of fabricating a solar cell having the planar heterojunction structure of FIG. 1 (a) is as follows.

ITO 전극이 형성된 유리 기판을 세척 후 UV-오존 처리를 20 분 동안 하였다. PEDOT:PSS (AI 4083)를 5000 rpm에서 40 초 동안 스핀 코팅한 후 약 110℃에서 10 분 동안 가열하였다. 그리고 나서, 글로브 박스 내의 질소 분위기 하에서 제조예 1-1 및 제조예 1-2에서 제조된 CH₃NH₃PbI₃ 용액을 1000rpm ~ 7000 rpm (5000 rpm이 최상의 조건) 까지 다양한 속도로 90 초 동안 스핀 코팅한 후, 100℃의 온도 및 상압 조건에서 30 초 동안 열처리 건조하여 페로브스카이트 구조을 함유하는 광활성층을 형성하였다. 전자수송층으로 PCBM (chlorobenzene (1ml) + PCBM (20mg))을 1000 rpm에서 30 초 동안 스핀코팅한 후 마지막으로 Al 전극을 진공 증착을 통해 100 nm 두께로 증착시켰다.
The glass substrate on which the ITO electrode was formed was washed and subjected to UV-ozone treatment for 20 minutes. PEDOT: PSS (AI 4083) was spin coated at 5000 rpm for 40 seconds and then heated at about 110 ° C for 10 minutes. Then, the CH ₃ NH ₃ PbI ₃ solution prepared in Production Example 1-1 and Production Example 1-2 under a nitrogen atmosphere in a glove box was spun for 90 seconds at various speeds from 1000 rpm to 7000 rpm (5000 rpm is the best condition) After the coating, the photoactive layer containing perovskite structure was formed by heat treatment and drying at 100 ° C and atmospheric pressure for 30 seconds. PCBM (chlorobenzene (1 ml) + PCBM (20 mg)) was spin coated on the electron transport layer at 1000 rpm for 30 seconds. Finally, the Al electrode was vacuum deposited to a thickness of 100 nm.

시험예 1: 성능 평가Test Example 1: Performance evaluation

(1) 광활성층 박막의 형상 평가(1) Evaluation of shape of photoactive layer thin film

도 3에 광활성층의 페로브스카이트 박막의 표면과 단면 SEM 사진을 첨부하였다. 도 3(a)의 경우는 비교예 1에 따라 모폴로지 컨트롤러를 함유하지 않은 코팅조성물에 의하여 형성된 박막이다. Top-view SEM 이미지를 보면 불균일하고 불완전한 커버리지(coverage)의 페로브스카이트 박막이 관찰되며, 단면 SEM 이미지를 보면 페로브스카이트 박막 내에 작고 큰 기공이 형성되었음을 알 수 있다. 이는 스핀 코팅 공정 동안 DMF의 빠른 증발 때문인데, DMF 만을 사용한 경우에는 양호한 커버리지와 균일한 두께의 페로브스카이트 박막을 얻기 어렵다는 것을 알 수 있다.
Fig. 3 is a SEM photograph of the surface and cross section of the perovskite thin film of the photoactive layer. 3 (a) is a thin film formed by a coating composition not containing a morphology controller according to Comparative Example 1. Fig. Top-view SEM images show uneven and incomplete coverage of perovskite films, and cross-sectional SEM images show small and large pores in the perovskite film. This is due to the rapid evaporation of DMF during the spin coating process. It can be seen that it is difficult to obtain a perovskite thin film with good coverage and uniform thickness when only DMF is used.

도 3(b)의 경우는 발명예 2에 따라 모폴로지 컨트롤러인 CHP를 함유한 코팅조성물에 의하여 형성된 박막이다. Top-view SEM 이미지를 보면 진공 증착 박막과 흡사하게 균일하고 100%의 커버리지의 페로브스카이트 박막이 관찰되며, 단면 SEM 이미지를 보면 300nm 이하의 균일한 페로브스카이트 박막이 관찰되는데 이는 CH₃NH₃PbI₃의 엑시톤 확산 거리와 잘 매칭된다.
3 (b) is a thin film formed by a coating composition containing CHP, which is a morphology controller according to Inventive Example 2. In the Top-view SEM image is uniformly similar to vacuum deposition thin film and observing the perovskite thin film of the 100% coverage, looking at the cross-section SEM image there is a homogeneous perovskite thin film of 300nm or less observed that CH ₃ NH ₃ PbI ₃ of the exciton diffusion length and is well matched.

즉, 도 3(b)의 경우가 도 3(a)의 경우에 비해 낮은 거칠기와 향상된 커버리지(coverage), 향상된 균일성을 보여주었다.
That is, the case of FIG. 3 (b) showed lower roughness, improved coverage, and improved uniformity than the case of FIG. 3 (a).

(2) 태양전지의 성능 평가(2) Performance evaluation of solar cell

비교예 1(CHP 미함유; w/o CHP)와 발명예 2(CHP 함유; w/ CHP)에 따라 제조된 태양전지에 대하여 광전류 전압을 측정하고, 측정된 광전류 곡선으로부터 개방전압(open-circuit voltage, V_oc), 단락전류(short-circuit current, J_sc) 및 채움계수(fill factor, FF)를 계산하였다. 또한 이로부터 태양전지의 광전변환효율을 평가하여 그 결과를 표 3에 나타내었다.
The photocurrent voltage was measured for a solar cell manufactured according to Comparative Example 1 (containing no CHP; w / o CHP) and Example 2 (containing CHP; w / CHP), and the photocurrent voltage was measured from open- voltage, V _oc ), short-circuit current (J _sc ) and fill factor (FF) were calculated. The photoelectric conversion efficiency of the solar cell was evaluated from these and the results are shown in Table 3.

조건Condition V_oc/VV _oc / V J_sc/mA/㎠J _sc / mA / cm 2 FF/%FF /% PCE/%PCE /% 비교예 1Comparative Example 1 w/o CHPw / o CHP 0.49±0.110.49 + 0.11 13.33±2.8513.33 + - 2.85 52.53±4.0552.53 + - 4.05 3.63±1.61(5.34)3.63 ± 1.61 (5.34) 발명예 2Inventory 2 w/ CHPw / CHP 0.82±0.010.82 ± 0.01 17.10±0.6317.10 ± 0.63 69.57±1.5069.57 ± 1.50 9.74±0.14(10.00)9.74 + - 0.14 (10.00)

발명예 2가 비교예 1에 비하여 개방전압(Open-circuit Voltage, V_OC), 단락전류(Short-circuit Current, J_SC), 채움계수(Fill factor, FF), 광전변환효율(Power Conversion Efficiency, PCE)의 성능이 모두 우수하게 나타났다. 특히, 43중량%라는 높은 농도의 페로브스카이트 전구체 용매의 존재에도 불구하고 발명예 2는 최대 10%의 높은 광전변환효율을 보여주고 0.14%라는 극히 작은 표준편차를 보여주었다. 발명예 2의 경우, 진공 흡착에서와 유사하게 미세한 박막 형상과 완전한 표면 커버리지를 갖게 되어 태양전지의 성능이 우수하고 표준편차가 작게 나타난 것으로 평가된다.(Comparative Example 1), Open Circuit Voltage (V _OC ), Short Circuit Current (J _SC ), Fill Factor (FF), Power Conversion Efficiency PCE) showed excellent performance. In particular, Despite the presence of a perovskite precursor solvent at a high concentration of 43 wt.%, Inventive Example 2 showed a high photoelectric conversion efficiency of up to 10% and showed an extremely small standard deviation of 0.14%. In the case of Inventive Example 2, it was evaluated that the performance of the solar cell was excellent and the standard deviation was small because it had a fine thin film shape and complete surface coverage similarly to the vacuum adsorption.

그러나, 비교예 1에서는 아주 조악한 박막 형성에 따라 광전변환효율(5.34%)이 저조하고 편차(1.61%)도 크게 나타났다. 비교예 1에서는 불균일하고 커버리지가 낮은 페로브스카이트 박막 형상으로 인해 광흡수율이 낮아 V_OC 및 J_SC가 감소되고 편차가 크게 나타난 것으로 평가된다.
However, in Comparative Example 1, the photoelectric conversion efficiency (5.34%) was poor and the deviation (1.61%) was also large with the formation of the coarse film. In Comparative Example 1, it was estimated that the _V.sub.OC and _J.sub.SC were decreased and the deviation was large due to the low light absorptivity due to the non-uniform and low-coverage perovskite thin film shape.

또한, 도 4 및 도 5의 그래프를 참조하면, CHP를 첨가한 발명예 2의 경우가 모든 성능 면에서 재현성이 우수하게 나타났다.
In addition, referring to the graphs of FIG. 4 and FIG. 5, the case of Inventive Example 2 in which CHP was added showed excellent reproducibility in all performance aspects.

또한, 제조예 1-2에 따라 제조된 코팅조성물을 사용한 태양전지의 성능 평가는 도 6에 나타내었다. 구체적으로, 비교예 2(DMSO 및 NMP 미함유)와 발명예 7(DMSO 혹은 NMP 함유)에 따라 제조된 태양전지에 관한 것이다.The performance evaluation of the solar cell using the coating composition prepared according to Production Example 1-2 is shown in Fig. Specifically, the present invention relates to a solar cell manufactured according to Comparative Example 2 (containing no DMSO and NMP) and Inventive Example 7 (containing DMSO or NMP).

이에 의하면, DMF보다 높은 끓는점과 낮은 증기압을 가지는 DMSO (끓는점: 189℃, 증기압: 0.6mmHg)와 NMP (끓는점: 202℃, 증기압: 0.3mmHg)도 CHP와 유사한 효과를 보이는 것을 확인할 수 있다.
According to this, DMSO (boiling point: 189 ° C, vapor pressure: 0.6mmHg) and NMP (boiling point: 202 ° C, vapor pressure: 0.3mmHg), both having higher boiling point and lower vapor pressure than DMF, show similar effects to CHP.

Claims (8)

하기 화학식 1로 나타내어지는 화합물, 화학식 2로 나타내어지는 화합물, 모폴로지 컨트롤러, 및 용매를 포함하며, 상기 모폴로지 컨트롤러는 N-사이클로헥실-2-피롤리돈(N-Cyclohexyl-2-pyrrolidone; CHP)이고, 상기 용매는 N,N-다이메틸포름아마이드인 것인, 광활성층 제조용 코팅조성물.

[화학식 1]
AX
(화학식 1에서 A는 C1-C20의 알킬기 또는 1가의 유기 암모늄 이온이며, X는 할로겐 이온이다.)

[화학식 2]
BX₂
(화학식 2에서 B은 2가의 금속 이온이며, X는 할로겐 이온이다.)1. A composition comprising a compound represented by the following Formula 1, a compound represented by Formula 2, a morphology controller, and a solvent, wherein the morphology controller is N-Cyclohexyl-2-pyrrolidone (CHP) , And the solvent is N, N-dimethylformamide.

[Chemical Formula 1]
AX
Wherein A is a C1-C20 alkyl group or a monovalent organic ammonium ion, and X is a halogen ion.

(2)
BX ₂
Wherein B is a divalent metal ion and X is a halogen ion. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 모폴로지 컨트롤러와 상기 용매의 부피 총합을 기준으로 상기 모폴로지 컨트롤러의 함량은 부피%로 3 ~ 10%인 것인, 광활성층 제조용 코팅조성물.The method according to claim 1,
Wherein the content of the morphology controller is 3 to 10% by volume based on the total volume of the morphology controller and the solvent. 서로 대향 배치되는 제1전극과 제2전극; 상기 제1전극과 제2전극 사이에 위치하는 광활성층; 상기 제1전극과 상기 광활성층 사이에 위치하는 정공수송층; 상기 광활성층과 제2전극 사이에 위치하는 전자수송층을 포함하는 태양전지의 제조방법에 있어서, 상기 광활성층을 형성하는 단계는,
상기 정공수송층 또는 상기 전자수송층 상에 제 1항 또는 제 6항의 코팅조성물을 도포하고 건조하여 하기 화학식 3으로 나타내어지는 유무기 하이브리드 페로브스카이트 화합물을 형성하는 단계를 포함하는, 고효율의 태양전지 제조방법.

[화학식 3]
ABX₃
(화학식 3에서, A는 C1-C20의 알킬기 또는 1가의 유기 암모늄 이온이며, B은 2가의 금속 이온이며, X는 할로겐 이온이다.)A first electrode and a second electrode arranged opposite to each other; A photoactive layer positioned between the first electrode and the second electrode; A hole transport layer disposed between the first electrode and the photoactive layer; And the electron transport layer positioned between the photoactive layer and the second electrode, wherein the forming of the photoactive layer comprises:
Coating the coating composition of claim 1 or 6 on the hole transport layer or the electron transport layer and drying the organic coating to form an organic or inorganic hybrid perovskite compound represented by the following formula 3: Way.

(3)
ABX ₃
(Wherein A is a C1-C20 alkyl group or a monovalent organic ammonium ion, B is a divalent metal ion, and X is a halogen ion.) 제 7항에 있어서,
상기 코팅조성물을 도포하는 것은 스핀 코팅법, 롤(roll) 코팅법, 스프레이 코팅법, 플로(flow) 코팅법, 정전기 코팅법, 잉크젯 프린팅법, 노즐 프린팅법, 딥 코팅법, 전기영동증착법, 테이프 캐스팅법, 스크린 프린팅법, 패드(pad) 프린팅법, 닥터 블레이드 코팅법, 그래비어 프린팅법, 그래비어 오프셋 프린팅법, 및 랭뮈어-블로제트(Langmuir-Blogett)법으로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 방법으로 수행되는 것인, 고효율의 태양전지 제조방법.
8. The method of claim 7,
The application of the coating composition may be carried out by a conventional method such as a spin coating method, a roll coating method, a spray coating method, a flow coating method, an electrostatic coating method, an inkjet printing method, a nozzle printing method, a dip coating method, And at least one member selected from the group consisting of a casting method, a screen printing method, a pad printing method, a doctor blade coating method, a gravure printing method, a gravure offset printing method, and a Langmuir-Blogett method Wherein the solar cell is a solar cell.

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