KR102303840B1 - Inorganic perovskite compound, manufacturing method thereof, and solar cell comprising the same - Google Patents
Inorganic perovskite compound, manufacturing method thereof, and solar cell comprising the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR102303840B1 KR102303840B1 KR1020190104449A KR20190104449A KR102303840B1 KR 102303840 B1 KR102303840 B1 KR 102303840B1 KR 1020190104449 A KR1020190104449 A KR 1020190104449A KR 20190104449 A KR20190104449 A KR 20190104449A KR 102303840 B1 KR102303840 B1 KR 102303840B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- perovskite
- cspb
- present
- humidity
- thin film
- Prior art date
Links
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title claims abstract description 32
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 39
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 15
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 13
- 230000005525 hole transport Effects 0.000 claims description 7
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 60
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 36
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 25
- 238000000469 dry deposition Methods 0.000 description 22
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000010408 film Substances 0.000 description 17
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 17
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 14
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 12
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 12
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 11
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 9
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical group CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910008449 SnF 2 Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 4
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XQPRBTXUXXVTKB-UHFFFAOYSA-M caesium iodide Chemical compound [I-].[Cs+] XQPRBTXUXXVTKB-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- -1 poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Polymers 0.000 description 4
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MCEWYIDBDVPMES-UHFFFAOYSA-N [60]pcbm Chemical compound C123C(C4=C5C6=C7C8=C9C%10=C%11C%12=C%13C%14=C%15C%16=C%17C%18=C(C=%19C=%20C%18=C%18C%16=C%13C%13=C%11C9=C9C7=C(C=%20C9=C%13%18)C(C7=%19)=C96)C6=C%11C%17=C%15C%13=C%15C%14=C%12C%12=C%10C%10=C85)=C9C7=C6C2=C%11C%13=C2C%15=C%12C%10=C4C23C1(CCCC(=O)OC)C1=CC=CC=C1 MCEWYIDBDVPMES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 3
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000906 photoactive agent Substances 0.000 description 3
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 3
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 2-Aminoethan-1-ol Chemical compound NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical group C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000144 PEDOT:PSS Polymers 0.000 description 2
- 229920001609 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Polymers 0.000 description 2
- 239000004693 Polybenzimidazole Substances 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- INPLXZPZQSLHBR-UHFFFAOYSA-N cobalt(2+);sulfide Chemical compound [S-2].[Co+2] INPLXZPZQSLHBR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- OMZSGWSJDCOLKM-UHFFFAOYSA-N copper(II) sulfide Chemical compound [S-2].[Cu+2] OMZSGWSJDCOLKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009501 film coating Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 2
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 229920002480 polybenzimidazole Polymers 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- JTDNNCYXCFHBGG-UHFFFAOYSA-L tin(ii) iodide Chemical compound I[Sn]I JTDNNCYXCFHBGG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 2
- XDXWNHPWWKGTKO-UHFFFAOYSA-N 207739-72-8 Chemical compound C1=CC(OC)=CC=C1N(C=1C=C2C3(C4=CC(=CC=C4C2=CC=1)N(C=1C=CC(OC)=CC=1)C=1C=CC(OC)=CC=1)C1=CC(=CC=C1C1=CC=C(C=C13)N(C=1C=CC(OC)=CC=1)C=1C=CC(OC)=CC=1)N(C=1C=CC(OC)=CC=1)C=1C=CC(OC)=CC=1)C1=CC=C(OC)C=C1 XDXWNHPWWKGTKO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XQNMSKCVXVXEJT-UHFFFAOYSA-N 7,14,25,32-tetrazaundecacyclo[21.13.2.22,5.03,19.04,16.06,14.08,13.020,37.024,32.026,31.034,38]tetraconta-1(36),2,4,6,8,10,12,16,18,20(37),21,23(38),24,26,28,30,34,39-octadecaene-15,33-dione 7,14,25,32-tetrazaundecacyclo[21.13.2.22,5.03,19.04,16.06,14.08,13.020,37.025,33.026,31.034,38]tetraconta-1(37),2,4,6,8,10,12,16,18,20,22,26,28,30,32,34(38),35,39-octadecaene-15,24-dione Chemical compound O=c1c2ccc3c4ccc5c6nc7ccccc7n6c(=O)c6ccc(c7ccc(c8nc9ccccc9n18)c2c37)c4c56.O=c1c2ccc3c4ccc5c6c(ccc(c7ccc(c8nc9ccccc9n18)c2c37)c46)c1nc2ccccc2n1c5=O XQNMSKCVXVXEJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VMQMZMRVKUZKQL-UHFFFAOYSA-N Cu+ Chemical compound [Cu+] VMQMZMRVKUZKQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DAOANAATJZWTSJ-UHFFFAOYSA-N N-Decanoylmorpholine Chemical compound CCCCCCCCCC(=O)N1CCOCC1 DAOANAATJZWTSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 1
- 229920000280 Poly(3-octylthiophene) Polymers 0.000 description 1
- 229920001167 Poly(triaryl amine) Polymers 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 229920000109 alkoxy-substituted poly(p-phenylene vinylene) Polymers 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 150000001767 cationic compounds Chemical group 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- PDZKZMQQDCHTNF-UHFFFAOYSA-M copper(1+);thiocyanate Chemical compound [Cu+].[S-]C#N PDZKZMQQDCHTNF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- ZASWJUOMEGBQCQ-UHFFFAOYSA-L dibromolead Chemical compound Br[Pb]Br ZASWJUOMEGBQCQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000012407 engineering method Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910003472 fullerene Inorganic materials 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007646 gravure printing Methods 0.000 description 1
- 230000005660 hydrophilic surface Effects 0.000 description 1
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 description 1
- 229910001411 inorganic cation Inorganic materials 0.000 description 1
- RQQRAHKHDFPBMC-UHFFFAOYSA-L lead(ii) iodide Chemical compound I[Pb]I RQQRAHKHDFPBMC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 150000002892 organic cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000002080 perylenyl group Chemical group C1(=CC=C2C=CC=C3C4=CC=CC5=CC=CC(C1=C23)=C45)* 0.000 description 1
- CSHWQDPOILHKBI-UHFFFAOYSA-N peryrene Natural products C1=CC(C2=CC=CC=3C2=C2C=CC=3)=C3C2=CC=CC3=C1 CSHWQDPOILHKBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000264 poly(3',7'-dimethyloctyloxy phenylene vinylene) Polymers 0.000 description 1
- 229920000301 poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl) polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920000553 poly(phenylenevinylene) Polymers 0.000 description 1
- 229920001467 poly(styrenesulfonates) Polymers 0.000 description 1
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 description 1
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 1
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- YUOWTJMRMWQJDA-UHFFFAOYSA-J tin(iv) fluoride Chemical compound [F-].[F-].[F-].[F-].[Sn+4] YUOWTJMRMWQJDA-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/66—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing germanium, tin or lead
- C09K11/664—Halogenides
- C09K11/665—Halogenides with alkali or alkaline earth metals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0216—Coatings
- H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/0256—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
- H01L31/0264—Inorganic materials
- H01L31/032—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only compounds not provided for in groups H01L31/0272 - H01L31/0312
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Abstract
본 발명은 무기물 페로브스카이트 화합물, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 태양전지에 관한 것으로, 본 발명의 실시예를 따르는 페로브스카이트 화합물은 하기 화학식 1로 표시된다. [화학식 1] CsPb(1-a)SnaI(3-b)Brb (상기 0.2 ≤ a < 1인 실수, 0 < b < 3인 실수)The present invention relates to an inorganic perovskite compound, a method for preparing the same, and a solar cell including the same. The perovskite compound according to an embodiment of the present invention is represented by the following Chemical Formula 1. [Formula 1] CsPb(1-a)SnaI(3-b)Brb (The above 0.2 ≤ a < 1 real number, 0 < b < 3 real number)
Description
본 발명은 무기물 기반의 적외선 대역 흡수용 페로브스카이트 화합물, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 무기물 기반의 적외선 대역 흡수용 태양전지에 관한 것이다. The present invention relates to an inorganic material-based perovskite compound for absorbing infrared band, a method for preparing the same, and a solar cell for absorbing infrared band based on inorganic material including the same.
태양전지는 빛에너지를 전기에너지로 변환할 수 있는 반도체 소자이다. 태양전지에 포함된 광흡수층에 빛이 입사되면 광기전력 효과에 의해 전자와 정공이 발생되어 전압과 전류를 생성한다. A solar cell is a semiconductor device that can convert light energy into electrical energy. When light is incident on the light absorption layer included in the solar cell, electrons and holes are generated by the photovoltaic effect to generate voltage and current.
페로브스카이트(Perovskite) 구조를 갖는 감광물질을 사용한 태양전지가 개발되었으나. 대부분의 페로브스카이트 감광물질에 유기물이 포함되어 있어, 수분에 취약하다. 따라서 공기중에 노출되면 상(Phase) 안정성이 낮아져 소자의 성능을 급격히 저하시키는 문제점이 있다. A solar cell using a photosensitive material having a perovskite structure has been developed. Most perovskite photosensitive materials contain organic matter, so they are vulnerable to moisture. Therefore, when exposed to air, there is a problem in that the phase stability is lowered and the performance of the device is rapidly deteriorated.
이를 해결하고자 유기물 양이온(MA, FA 등)을 무기물 양이온을 대체하여 만든 CsPbI3 와 같은 무기물 기반의 페로브스카이트가 개발되었으나, 상 안정성이 여전히 취약하여 박막 표면 제어가 매우 어려운 점 등이 있다. To solve this problem, inorganic-based perovskite such as CsPbI 3 made by substituting inorganic cations for organic cations (MA, FA, etc.) has been developed, but phase stability is still weak, so it is very difficult to control the surface of the thin film.
본 발명은 납 기반의 CsPbI3 조성의 페로브스카이트 화합물에서 Sn 및 Br을 특정 화학양론비로 대체하고, 페로브스카이트 박막을 자연 건조 방법으로 증착시켜 상 안정성 및 박막 표면 제어능이 개선된 페로브스카이트 화합물 및 이의 제조방법을 제공한다. The present invention is lead-based CsPbI3 In the composition of perovskite compounds Provided are a perovskite compound having improved phase stability and thin film surface control ability by replacing Sn and Br with a specific stoichiometric ratio and depositing a perovskite thin film by a natural drying method, and a method for preparing the same.
본 발명의 실시예를 따르는 페로브스카이트 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 페로브스카이트 구조의 화합물을 포함한다. The perovskite compound according to an embodiment of the present invention includes a compound having a perovskite structure represented by the following Chemical Formula 1.
[화학식 1] [Formula 1]
CsPb(1-a)SnaI(3-b)Brb CsPb (1-a) Sn a I (3-b) Br b
(상기 0.2 ≤ a < 1인 실수, 0 < b < 3인 실수)(The above 0.2 ≤ a < 1 real number, 0 < b < 3 real number)
본 발명의 실시예를 따르는 페로브스카이트 화합물은 상기 a가 0.5보다 크고 0.8보다 작은 실수일 수 있다. In the perovskite compound according to an embodiment of the present invention, a may be a real number greater than 0.5 and less than 0.8.
본 발명의 실시예를 따르는 페로브스카이트 화합물에서 상기 b가 0.2보다 크고 3보다 작을 수 있다. In the perovskite compound according to an embodiment of the present invention, b may be greater than 0.2 and less than 3.
본 발명의 실시예를 따르는 페로브스카이트 화합물은 상기 a는 0.6이고, b는 0.4일 수 있다. In the perovskite compound according to an embodiment of the present invention, a may be 0.6, and b may be 0.4.
본 발명의 실시예를 따르는 태양전지는 광흡수층에 상기 페로브스카이트 화합물을 포함한다. The solar cell according to an embodiment of the present invention includes the perovskite compound in the light absorption layer.
본 발명의 실시예를 따르는 페로브스카이트막 제조방법은 페로브스카이트 화합물을 준비하는 단계; 상기 페로브스카이트 화합물을 용매에 녹여 페로브스카이트 용액을 제조하는 단계; 및 상기 페로브스카이트 용액을 대상체 상에 증착하는 단계;를 포함한다. A method for preparing a perovskite film according to an embodiment of the present invention comprises the steps of preparing a perovskite compound; dissolving the perovskite compound in a solvent to prepare a perovskite solution; and depositing the perovskite solution on the object.
본 발명의 실시예를 따르는 페로브스카이트막 제조방법에서 상기 페로브스카이트 용액을 대상체 상에 증착하는 단계는 10 내지 40℃에서 건조시키는 단계를 포함할 수 있다. In the method for manufacturing a perovskite film according to an embodiment of the present invention, the step of depositing the perovskite solution on the object may include drying at 10 to 40°C.
본 발명의 실시예를 따르는 페로브스카이트막 제조방법에서 상기 10 내지 40℃에서 건조시키는 단계는 습도 15% 이하에서 건조시키는 것일 수 있다.In the method for producing a perovskite film according to an embodiment of the present invention, the drying at 10 to 40° C. may be drying at a humidity of 15% or less.
본 발명의 실시예를 따르는 페로브스카이트막 제조방법에서 상기 페로브스카이트 용액을 대상체 상에 증착하는 단계는 41 내지 350℃에서 10분 내지 1시간 열처리하는 단계를 포함할 수 있다. In the method for manufacturing a perovskite film according to an embodiment of the present invention, the step of depositing the perovskite solution on the object may include heat treatment at 41 to 350° C. for 10 minutes to 1 hour.
본 발명의 실시예를 따르는 페로브스카이트막 제조방법의 상기 페로브스카이트 용액을 대상체 상에 증착하는 단계에서 상기 대상체는 기판, 투명 전극, 정공 수송층, 광활성층, 전자 수송층, 및 금속 전극 또는 이들의 조합일 수 있다. In the step of depositing the perovskite solution on the object of the perovskite film manufacturing method according to an embodiment of the present invention, the object is a substrate, a transparent electrode, a hole transport layer, a photoactive layer, an electron transport layer, and a metal electrode or these may be a combination of
본 발명의 실시예를 따르는 페로브스카이트막 제조방법은 상기 페로브스카이트 용액을 대상체 상에 증착하는 단계 이전에 상기 대상체를 친수화 하는 단계를 더 포함할 수 있다. The method of manufacturing a perovskite film according to an embodiment of the present invention may further include hydrophilizing the object before the step of depositing the perovskite solution on the object.
본 발명의 실시예를 따르는 페로브스카이트 화합물 및 이의 제조방법은 상 안정성 및 박막 표면 제어능이 개선된다. The perovskite compound and the preparation method thereof according to an embodiment of the present invention have improved phase stability and controllability of the thin film surface.
도 1는 본 발명의 실시예를 따르는CsPb0 . 4Sn0 . 6I3 페로브스카이트 광활성층 박막의 코팅 직후와 30℃~40℃(습도 10%이하)의 건조 증착법으로 증착한 이후의 실제 이미지이다.
도 2는 본 발명의 실시예를 따르는CsPb0 . 4Sn0 . 6I2 . 6Br0 .4 페로브스카이트 광활성층 박막의 코팅 직후와 30℃~40℃(습도 10%이하)의 건조 증착법으로 증착한 이후의 실제 이미지이다.
도 3는 본 발명의 실시예를 따르는 30℃~40℃(습도 10%이하)의 건조 증착법으로 증착한 CsPb0 . 4Sn0 . 6I2 . 6Br0 .4 페로브스카이트 광활성층 박막이 공기중에 노출된 시간에 따라 진행된 후의 실제 이미지이다.
도 4는 본 발명의 실시예를 따르는 100℃(습도 10%이하)의 열처리 증착법으로 증착한 CsPb0 . 4Sn0 . 6I2 . 6Br0 .4 페로브스카이트 광활성층 박막이 공기중에 노출된 시간에 따라 진행된 후의 실제 이미지이다.
도 5는 본 발명의 실시예를 따르는 CsPb0 . 4Sn0 . 6I2 . 6Br0 .4 페로브스카이트 광활성층 박막의 코팅 직후와 공기 중에서 30℃~40℃(습도 50~70%)의 건조 증착법으로 증착한 이후의 실제 이미지이다.
도 6는 본 발명의 실시예를 따르는 CsPb0 . 4Sn0 . 6I2 . 6Br0 .4 페로브스카이트 광활성층 박막의 코팅 직후와 공기 중에서 50℃~100℃(습도 50~70%)의 열처리 증착법으로 증착한 이후의 실제 이미지이다.
도 7 및 도 8는 본 발명의 실시예를 따르는 100℃(습도 10%이하)의 열처리 증착법과 30℃~40℃(습도 10%이하)의 건조 증착법으로 증착한 CsPb0 . 4Sn0 . 6I2 . 6Br0 .4 페로브스카이트 광활성층 박막의 광흡수도 특성을 나타낸 그래프이다.
도 9 및 도 10는 본 발명의 실시예를 따르는 100℃(습도 10%이하)의 열처리 증착법 및 30℃~40℃(습도 10%이하)의 건조 증착법으로 증착한 CsPb0 . 4Sn0 . 6I2 . 6Br0 .4 페로브스카이트 광활성층 박막의 공기 중에 노출시킨 시간에 따른 XRD(X-Ray Diffraction) 분석 결과이다.
도 11는 본 발명의 실시예를 따르는 주석(Sn)이 포함되지 않은 CsPbI3 페로브스카이트 광활성층 박막을 공기 중에 노출된 시간에 따른 광흡수도 특성을 나타낸 그래프이다.
도 12는 본 발명의 실시예를 따르는 납(Pb)30%를 주석(Sn)으로 대체한 CsPb0.7Sn0.3I3 페로브스카이트 광활성층 박막을 공기 중에 노출된 시간에 따른 광흡수도 특성을 나타낸 그래프이다.
도 13는 본 발명의 실시예를 따르는 납(Pb)60%를 주석(Sn)으로 대체한 CsPb0.4Sn0.6I3 페로브스카이트 광활성층 박막을 공기 중에 노출된 시간에 따른 광흡수도 특성을 나타낸 그래프이다.
도 14는 본 발명의 실시예를 따르는 납(Pb)80%를 주석(Sn)으로 대체한 CsPb0.2Sn0.8I3 페로브스카이트 광활성층 박막을 공기 중에 노출된 시간에 따른 광흡수도 특성을 나타낸 그래프이다.
도 15는 본 발명의 실시예를 따르는 납(Pb)100%를 주석(Sn)으로 대체한 CsSnI3 페로브스카이트 광활성층 박막을 공기 중에 노출된 시간에 따른 광흡수도 특성을 나타낸 그래프이다.
도16는 본 발명의 실시예를 따르는 CsPb0 . 4Sn0 . 6I2 . 6Br0 .4 페로브스카이트 광활성층을 적용한 태양전지를 도시한 것이다.
도 17은 본 발명의 실시예를 따르는 30℃~40℃(습도 10%이하)의 건조 증착법으로 증착시킨 CsPb0 . 4Sn0 . 6I2 . 6Br0 .4 페로브스카이트 광활성층을 적용한 태양전지의 전기적 특성을 나타낸 그래프이다. 1 is CsPb 0 according to an embodiment of the present invention . 4 Sn 0 . 6 I 3 This is an actual image immediately after coating of the perovskite photoactive layer thin film and after deposition by dry deposition at 30℃~40℃ (humidity less than 10%).
Figure 2 is CsPb 0 according to an embodiment of the present invention . 4 Sn 0 . 6 I 2 . 6 Br 0 .4 perovskite is a real image and the subsequent deposition on a dry deposition of a photoactive layer of the thin film immediately after coating with 30 ℃ ~ 40 ℃ (
Figure 3 is CsPb 0 deposited by a dry deposition method of 30 ℃ ~ 40 ℃ (
Figure 4 is CsPb 0 deposited by a heat treatment deposition method of 100 ℃ (
5 is CsPb 0 according to an embodiment of the present invention . 4 Sn 0 . 6 I 2 . 6 Br 0 .4 Fe is the actual image and the subsequent perovskite deposited by dry deposition of thin film coating immediately after the optically
6 is CsPb 0 according to an embodiment of the present invention . 4 Sn 0 . 6 I 2 . 6 Br 0 .4 Fe is the actual image and the subsequent perovskite deposited by vapor deposition heat treatment of the optically active thin-
7 and 8 are CsPb 0 deposited by a heat treatment deposition method at 100 ° C. (humidity less than 10%) and a dry deposition method at 30 ° C. to 40 ° C. (humidity less than 10%) according to an embodiment of the present invention . 4 Sn 0 . 6 I 2 . 6 Br 0 .4 Fe lobe is a graph showing the light absorption properties of the photoactive agent Sky layer film.
9 and 10 are CsPb 0 . 4 Sn 0 . 6 I 2 . 6 Br 0 .4 Fe lobe a XRD (X-Ray Diffraction) analysis according to the Sky agent that time exposed to the air layer of the photoactive thin film.
11 is a graph showing the light absorption characteristics according to the exposure time of the CsPbI 3 perovskite photoactive layer thin film not containing tin (Sn) according to an embodiment of the present invention in the air.
12 is a CsPb 0.7 Sn 0.3 I 3 perovskite photoactive layer thin film in which 30% of lead (Pb) is replaced with tin (Sn) according to an embodiment of the present invention according to the exposure time to the air. This is the graph shown.
13 is a CsPb 0.4 Sn 0.6 I 3 perovskite photoactive layer thin film in which 60% of lead (Pb) is replaced with tin (Sn) according to an embodiment of the present invention according to the exposure time to the air. This is the graph shown.
14 is a CsPb 0.2 Sn 0.8 I 3 perovskite photoactive layer thin film in which 80% of lead (Pb) is replaced with tin (Sn) according to an embodiment of the present invention according to the exposure time to air. This is the graph shown.
15 is a graph showing the light absorption characteristics according to the exposure time of the CsSnI 3 perovskite photoactive layer thin film in which 100% of lead (Pb) is replaced with tin (Sn) according to an embodiment of the present invention.
16 is CsPb 0 according to an embodiment of the present invention . 4 Sn 0 . 6 I 2 . 6 Br 0 .4 page shows a lobe solar cell applying the Sky bit photoactive layer.
Figure 17 is CsPb 0 deposited by a dry deposition method of 30 ℃ ~ 40 ℃ (
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. These examples are only for illustrating the present invention, and therefore, the scope of the present invention should not be construed as being limited by these examples.
본 명세서에서 사용되는 "포함하는"과 같은 표현은, 해당 표현이 포함되는 문구 또는 문장에서 특별히 다르게 언급되지 않는 한, 다른 실시예를 포함할 가능성을 내포하는 개방형 용어(open-ended terms)로 이해되어야 한다.As used herein, an expression such as "comprising" is understood as an open-ended term that includes the possibility of including other embodiments, unless specifically stated otherwise in the phrase or sentence in which the expression is included. should be
본 명세서에서 사용되는 "바람직한" 및 "바람직하게"는 소정 환경 하에서 소정의 이점을 제공할 수 있는 본 발명의 실시 형태를 지칭한다. 그러나, 동일한 환경 또는 다른 환경 하에서, 다른 실시 형태가 또한 바람직할 수 있다. 추가로, 하나 이상의 바람직한 실시 형태의 언급은 다른 실시 형태가 유용하지 않다는 것을 의미하지 않으며, 본 발명의 범주로부터 다른 실시 형태를 배제하고자 하는 것은 아니다.As used herein, “preferred” and “preferably” refer to embodiments of the invention that may provide certain advantages under certain circumstances. However, other embodiments may also be preferred, under the same or other circumstances. Additionally, the recitation of one or more preferred embodiments does not imply that other embodiments are not useful, nor is it intended to exclude other embodiments from the scope of the invention.
본 명세서에서 어떤 부재가 다른 부재 '상에' 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접하여 있는 경우뿐만 아니라, 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다. In the present specification, when a member is said to be positioned 'on' another member, this includes not only a case in which a member is in contact with another member but also a case in which another member is present between the two members.
본 명세서에서 어떤 부재가 다른 부재 '상에' 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접하여 있는 경우뿐만 아니라, 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다. In the present specification, when a member is said to be positioned 'on' another member, this includes not only a case in which a member is in contact with another member but also a case in which another member is present between the two members.
본 발명의 실시예를 따르는 페로브스카이트 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 페로브스카이트 구조의 화합물을 포함한다. The perovskite compound according to an embodiment of the present invention includes a compound having a perovskite structure represented by the following Chemical Formula 1.
[화학식 1] [Formula 1]
CsPb(1-a)SnaI(3-b)Brb CsPb (1-a) Sn a I (3-b) Br b
(상기 0.2 ≤ a < 1인 실수, 0 < b < 3인 실수)(The above 0.2 ≤ a < 1 real number, 0 < b < 3 real number)
본 발명의 실시예를 따르는 페로브스카이트 화합물은 그 조성에서 Pb의 일부를 Sn으로 대체하였고, 할라이드 물질인 Br을 첨가하여 I의 일부를 Br로 대체한다. Sn이 Pb를 20% 이상 대체하는 경우 20%미만인 경우보다 상 안정성이 보다 더 증가한다. In the perovskite compound according to an embodiment of the present invention, a part of Pb is replaced with Sn in its composition, and a part of I is replaced with Br by adding Br as a halide material. When Sn replaces Pb by more than 20%, the phase stability is further increased than when Sn is less than 20%.
도 1는 CsPb0 . 4Sn0 . 6I3 페로브스카이트 광활성층 박막의 코팅 직후와 30℃~40℃(습도 10%이하)의 건조 증착법으로 증착한 이후의 실제 이미지이다. 상기 실험 결과에 따르면, Br이 첨가되지 않은 CsPb0 . 4Sn0 . 6I3는 하기 후술할 30℃~40℃(습도 10%이하)의 건조 증착법으로 증착하였을 때, 페로브스카이트 상으로 변하지 않는 것을 확인할 수 있다. 1 shows CsPb 0 . 4 Sn 0 . 6 I 3 This is an actual image immediately after coating of the perovskite photoactive layer thin film and after deposition by dry deposition at 30℃~40℃ (humidity less than 10%). According to the experimental results, Br is not added CsPb 0 . 4 Sn 0 . It can be seen that 6 I 3 does not change to a perovskite phase when deposited by a dry deposition method of 30°C to 40°C (humidity less than 10%), which will be described later.
도 2는 CsPb0 . 4Sn0 . 6I2 . 6Br0 .4 페로브스카이트 광활성층 박막의 코팅 직후와 30℃~40℃(습도 10%이하)의 건조 증착법으로 증착한 이후의 실제 이미지이다. 상기 실험결과에 따르면, Br이 소량 첨가된 경우에는, 하기 후술할 자연 건조 증착법으로 증착하였을 때에, 페로브스카이트 상을 형성할 수 있고, 표면이 제어됨을 확인할 수 있다. 2 shows CsPb 0 . 4 Sn 0 . 6 I 2 . 6 Br 0 .4 perovskite is a real image and the subsequent deposition on a dry deposition of a photoactive layer of the thin film immediately after coating with 30 ℃ ~ 40 ℃ (
본 발명의 실시예를 따르는 페로브스카이트 화합물은 상기 a가 0.2 내지 1, 보다 바람직하게는 0.3 내지 0.8, 보다 바람직하게는 0.3 내지 0.7, 보다 바람직하게는 0.3 내지 0.6일 수 있다. Sn이 Pb를 30 내지 60% 함량으로 대체하는 경우 상 안정성이 보다 더 증가한다.In the perovskite compound according to an embodiment of the present invention, a may be 0.2 to 1, more preferably 0.3 to 0.8, more preferably 0.3 to 0.7, more preferably 0.3 to 0.6. The phase stability is further increased when Sn replaces Pb with a content of 30 to 60%.
본 발명의 실시예를 따르는 페로브스카이트 화합물에서 상기 b는 0.2 내지 3, 또는 0.2 내지 2.5, 또는 0.2 내지 2, 또는 0.2 내지 1.5, 또는 0.2 내지 1.0, 또는 0.3 내지 0.8, 또는 0.3 내지 0.7, 또는 0.3 내지 0.6일 수 있다. 페로브스카이트 구조에서 할라이드 조성 자리에 Br이 첨가되는 경우 보다 더 뛰어난 상 안정성을 보여주고 박막의 표면 제어능이 개선된다. In the perovskite compound according to an embodiment of the present invention, b is 0.2 to 3, or 0.2 to 2.5, or 0.2 to 2, or 0.2 to 1.5, or 0.2 to 1.0, or 0.3 to 0.8, or 0.3 to 0.7, or 0.3 to 0.6. When Br is added to the halide composition site in the perovskite structure, it shows superior phase stability and improves the surface controllability of the thin film.
본 발명의 실시예를 따르는 페로브스카이트 화합물은 보다 바람직하게는 상기 a가 0.6이고, b는 0.4일 수 있다. CsPb0 . 4Sn0 . 6I2 . 6Br0 .4 는 공기 중에 장시간 노출하여도 상이 매우 안정적이다. In the perovskite compound according to an embodiment of the present invention, a may be 0.6, and b may be 0.4. CsPb 0 . 4 Sn 0 . 6 I 2 . 6 Br 0 .4 are different it is very stable even with prolonged exposure to air.
본 발명의 실시예를 따르는 태양전지는 광흡수층에 상기 페로브스카이트 화합물을 포함한다. 상기 태양전지는 페로브스카이트 태양전지, 유기 태양전지, 염료감응형 태양전지, 또는 기타 박막형 태양 전지일 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.The solar cell according to an embodiment of the present invention includes the perovskite compound in the light absorption layer. The solar cell may be a perovskite solar cell, an organic solar cell, a dye-sensitized solar cell, or other thin film solar cell, but is not limited thereto.
본 발명의 실시예를 따르는 태양전지는 제 1 전극, 상기 CsPb0 . 4Sn0 . 6I2 . 6Br0 .4 페로브스카이트 구조의 화합물을 포함하는 광활성층, 및 제 2 전극을 포함한다. 상기 광활성층은 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 위치한다. 또한, 정공수송층 및 전자수송층을 더 포함할 수 있다. 상기 제 1 전극, 정공수송층, 광활성층, 전자수송층, 및 제 2 전극은 순차적으로 적층된 구조일 수 있으나, 이 순서에 한정되지 않는다. 또한, 각 층 사이에 다른 구성요소가 개입될 수 있다. The solar cell according to an embodiment of the present invention has a first electrode, the CsPb 0 . 4 Sn 0 . 6 I 2 . 6 Br 0 .4 Fe lobe comprises a photoactive layer, and a second electrode comprising a compound of the Sky bit structure. The photoactive layer is positioned between the first electrode and the second electrode. In addition, it may further include a hole transport layer and an electron transport layer. The first electrode, the hole transport layer, the photoactive layer, the electron transport layer, and the second electrode may have a sequentially stacked structure, but is not limited thereto. Also, other components may be interposed between each layer.
제 1 전극은 불소 함유 산화주석, 인듐 함유 산화주석, 알루미늄 함유 산화아연, 인듐 함유 산화아연 또는 이들의 혼합물일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. The first electrode may be, but is not limited to, fluorine-containing tin oxide, indium-containing tin oxide, aluminum-containing zinc oxide, indium-containing zinc oxide, or a mixture thereof.
제 2 전극은 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 구리(Cu), 루미늄(Al), 탄소(C), 황화코발트(CoS), 황화구리(CuS), 산화니켈(NiO) 또는 이들의 혼합물일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. The second electrode includes gold (Au), silver (Ag), platinum (Pt), palladium (Pd), copper (Cu), aluminum (Al), carbon (C), cobalt sulfide (CoS), and copper sulfide (CuS). , nickel oxide (NiO), or a mixture thereof, but is not limited thereto.
정공수송층은 P3HT, MDMO-PPV, MEH-PPV, P3OT, POT, P3DT, P3DDT, PPV, TFB, Polyaniline, Spiro-MeOTAD, CuSCN, CuI, PCPDTBT, Si-PCPDTBT, PBDTTPD, PFDTBT, PFO-DBT, PSiFDTBT, PSBTBT, PCDTBT, PFB, F8BT, PEDOT, PEDOT:PSS, PTAA 또는 이들의 혼합물일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. The hole transport layer is P3HT, MDMO-PPV, MEH-PPV, P3OT, POT, P3DT, P3DDT, PPV, TFB, Polyaniline, Spiro-MeOTAD, CuSCN, CuI, PCPDTBT, Si-PCPDTBT, PBDTTPD, PFDTBT, PFO-DBT, PSiFDTBT , PSBTBT, PCDTBT, PFB, F8BT, PEDOT, PEDOT:PSS, PTAA, or a mixture thereof, but is not limited thereto.
전자수송층은 플러렌 (fullerene, C60), 플러렌 유도체로서 PCBM(((6,6)-phenyl-C61-butyric acid-methylester) 또는 PCBCR ((6,6)-phenyl-C61-butyric acid cholesteryl ester), 페릴렌(perylene), PBI(polybenzimidazole) 및 PTCBI(3,4,9,10-perylene-tetracarboxylic bis-benzimidazole) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The electron transport layer is fullerene (C60), as a fullerene derivative, PCBM (((6,6)-phenyl-C61-butyric acid-methylester) or PCBCR ((6,6)-phenyl-C61-butyric acid cholesteryl ester), It may include at least one of perylene, polybenzimidazole (PBI), and 3,4,9,10-perylene-tetracarboxylic bis-benzimidazole (PTCBI), but is not limited thereto.
도 16는 일 실시예로서, CsPb0 . 4Sn0 . 6I2 . 6Br0 .4 페로브스카이트 광활성층을 적용한 태양전지를 도시한 것이다. 제 1 전극으로 인듐 함유 산화주석(ITO)을, 정공수송층으로 PEDOT:PSS (poly(3,4-ethylenedioxythiophene): poly(styrenesulfonate)), 광활성층으로 CsPb0 . 4Sn0 . 6I2 . 6Br0 . 4을, 전자수송층으로 PCBM을, 제 2 전극으로 은(Ag)를 사용하였다. 16 is an embodiment, CsPb 0 . 4 Sn 0 . 6 I 2 . 6 Br 0 .4 page shows a lobe solar cell applying the Sky bit photoactive layer. Indium-containing tin oxide (ITO) as a first electrode, PEDOT:PSS (poly(3,4-ethylenedioxythiophene): poly(styrenesulfonate)) as a hole transport layer, CsPb 0 as a photoactive layer. 4 Sn 0 . 6 I 2 . 6 Br 0 . 4 , PCBM was used as the electron transport layer, and silver (Ag) was used as the second electrode.
본 발명의 실시예를 따르는 페로브스카이트막 제조방법은 페로브스카이트 화합물을 준비하는 단계; 상기 페로브스카이트 화합물을 용매에 녹여 페로브스카이트 용액을 제조하는 단계; 및 상기 페로브스카이트 용액을 대상체 상에 증착하는 단계;를 포함한다. A method for preparing a perovskite film according to an embodiment of the present invention comprises the steps of preparing a perovskite compound; dissolving the perovskite compound in a solvent to prepare a perovskite solution; and depositing the perovskite solution on the object.
상기 페로브스카이트 화합물을 준비하는 단계는 각각의 조성 물질의 양을 화학량론적 비율(Stoichiometric ratio)과 농도에 맞추어 계산하는 단계를 포함할 수 있다. 이 단계에서 cesium iodide(CsI), lead(II) iodide(PbI2), lead bromide(PbBr2), tin(II)iodide(SnI2), tin(II)fluoride(SnF2)를 페로브스카이트 전구체로 이용하여 화학량론적 비율로 만드는 조성 엔지니어링(compositional engineering)방법으로, CsPb(1-a)SnaI(3-b)Brb (0.2 ≤ a < 1인 실수, 0 < b < 3인 실수) 페로브스카이트 화합물을 만들 수 있다. The step of preparing the perovskite compound may include calculating the amount of each constituent material according to a stoichiometric ratio and concentration. In this step, cesium iodide (CsI), lead(II) iodide (PbI 2 ), lead bromide (PbBr 2 ), tin(II)iodide (SnI 2 ), and tin(II)fluoride (SnF 2 ) are converted into perovskite. CsPb (1-a) Sn a I (3-b) Br b as a compositional engineering method to make a stoichiometric ratio by using it as a precursor (real numbers 0.2 ≤ a < 1,
CsPb0 . 4Sn0 . 6I2 . 6Br0 .4 페로브스카이트 화합물을 제조하기 위해서 이용된 페로브스카이트 전구체들의 화학량론적 비율은 CsI:PbI2:PbBr2:SnI2:SnF2:DMSO = 1:0.2:0.2:0.6:0.1일 수 있다. Tin fluoride(SnF2)은 상기 페로브스카이트 몰 농도의 10%~20%의 몰 비율로 이용할 수 있다. CsPb 0 . 4 Sn 0 . 6 I 2 . 6 Br 0 .4 fetch the stoichiometric ratio of a perovskite precursor used to prepare the lobe root Sky compounds CsI: PbI 2: PbBr 2: SnI 2: SnF 2: DMSO = 1: 0.2: 0.2: 0.6: may be 0.1. Tin fluoride (SnF 2 ) may be used in a molar ratio of 10% to 20% of the perovskite molar concentration.
상기 페로브스카이트 화합물을 용매에 녹여 페로브스카이트 용액을 제조하는 단계에서 상기 용매는 DMF(디메틸포름아미드), GBL(감마부티로락톤), DMSO(디메틸설폭사이드), NMP(엔메틸피롤리돈), IPA(이소프로필알코올), DMA(디메틸아세트아미드), 에탄올아민, HI, HBr 및 HCl, 또는 이의 혼합물일 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. In the step of dissolving the perovskite compound in a solvent to prepare a perovskite solution, the solvent is DMF (dimethylformamide), GBL (gamma butyrolactone), DMSO (dimethyl sulfoxide), NMP (enmethyl pi). rolidone), IPA (isopropyl alcohol), DMA (dimethylacetamide), ethanolamine, HI, HBr and HCl, or mixtures thereof.
본 발명의 실시예를 따르는 페로브스카이트막 제조방법은 상기 페로브스카이트 용액을 대상체 상에 증착하는 단계 이전에 상기 대상체를 친수화 하는 단계를 더 포함할 수 있다. The method of manufacturing a perovskite film according to an embodiment of the present invention may further include hydrophilizing the object before the step of depositing the perovskite solution on the object.
대상체를 친수화하는 단계는 대상체에 메탄올, 이소프로필알콜(IPA) 용액 등을 클리닝한 뒤. UV Ozone 처리를 하여 표면에 -OH기 생성을 통한 친수성 표면을 생성한다. 대상체 상에 붙어 있는 유기 오염물은 화학적으로 C-H, -C=C-, -C-O, -C-Cl 등의 여러 가지 화학 결합을 하고 있다. 이러한 화학 결합은 자신의 결합 에너지보다 강한 에너지 충격을 받으면 CO2, H2O 등으로 분해되거나 -OH, -CHO, -COOH와 같이 친수성기로 전환된다.The step of hydrophilizing the subject is after cleaning the subject with methanol, isopropyl alcohol (IPA) solution, and the like. UV Ozone treatment creates a hydrophilic surface by generating -OH groups on the surface. The organic contaminants adhering to the object have various chemical bonds such as CH, -C=C-, -CO, and -C-Cl. These chemical bonds are decomposed into CO 2 , H 2 O, etc. or converted into hydrophilic groups such as -OH, -CHO, and -COOH when subjected to an energy shock stronger than their binding energy.
본 발명의 실시예를 따르는 페로브스카이트막 제조방법은 상기 페로브스카이트 용액을 대상체 상에 증착하는 단계 이전에 코팅 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 코팅 방법으로는 스핀 코팅, 슬릿 코팅, 딥 코팅, 잉크젯 프린팅, 그라비아 프린팅, 스프레이 코팅, 닥터 블레이드, 바 코팅, 브러쉬 페인팅 등의 코팅 방법이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 코팅 단계는 상기 페로브스카이트 용액을 500 내지 5000rpm, 30 내지 60초 동안 코팅할 수 있다. 또한, 본 코팅 상기 페로브스카이트 용액을 대상체 상에 증착하는 단계 이후에 수행될 수도 있다. The method of manufacturing a perovskite film according to an embodiment of the present invention may further include a coating step before the step of depositing the perovskite solution on the object. As the coating method, a coating method such as spin coating, slit coating, dip coating, inkjet printing, gravure printing, spray coating, doctor blade, bar coating, brush painting, etc. may be used, but is not limited thereto. In addition, in the coating step, the perovskite solution may be coated at 500 to 5000 rpm, for 30 to 60 seconds. In addition, the present coating may be performed after the step of depositing the perovskite solution on the object.
본 발명의 실시예를 따르는 페로브스카이트막 제조방법은 상기 페로브스카이트 용액을 대상체 상에 증착하는 단계를 포함한다. A method of manufacturing a perovskite film according to an embodiment of the present invention includes depositing the perovskite solution on an object.
상기 대상체는 기판, 투명 전극, 정공 수송층, 광활성층, 전자 수송층, 및 금속 전극 또는 이들의 조합일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. The object may be a substrate, a transparent electrode, a hole transport layer, a photoactive layer, an electron transport layer, a metal electrode, or a combination thereof, but is not limited thereto.
상기 기판으로서 투명성, 표면 평활성, 취급 용이성, 및 방수성이 우수한 기판을 사용할 수 있다. 예를 들면, 유리 기판, 박막유리 기판 또는 플라스틱 기판을 사용할 수 있다. 상기 플라스틱 기판은 폴리에틸렌테레프탈레이트 (polyethylene terephthalate, PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylene naphthalate, PEN), 폴리에테르에테르케톤(polyether ether ketone) 및 폴리이미드(polyimide) 등의 필름이 단층 또는 복층의 형태로 포함될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. As the substrate, a substrate excellent in transparency, surface smoothness, handling easiness, and waterproofness can be used. For example, a glass substrate, a thin glass substrate, or a plastic substrate can be used. The plastic substrate may include a film such as polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyether ether ketone and polyimide in the form of a single layer or multiple layers. However, the present invention is not limited thereto.
본 발명의 실시예를 따르는 상기 페로브스카이트 용액을 대상체 상에 증착하는 단계에서 증착 방법으로는 특별한 제한이 없다. 일 실시예로서 대상체 상의 상기 페로브스카이트 용액을 가열하는 열처리 증착법으로 증착할 수 있고, 가장 바람직하게는 자연 건조 증착법을 통해 결정화된 페로브스카이트 광활성층을 형성할 수 있다. In the step of depositing the perovskite solution on an object according to an embodiment of the present invention, there is no particular limitation on the deposition method. As an embodiment, it may be deposited by a heat treatment deposition method of heating the perovskite solution on an object, and most preferably, a crystallized perovskite photoactive layer may be formed through a natural drying deposition method.
열처리 방법으로 페로브스카이트 용액을 대상체 상에 증착하는 경우에는 41내지 350℃, 보다 바람직하게는 80 내지 120℃, 보다 바람직하게는 90 내지 110℃에서 10분 내지 1시간 열처리하는 방법으로 증착할 수 있다. 상기 열처리 증착법에 의하여, 약 300 내지 400nm의 두께를 갖는 CsPb(1-a)SnaI(3-b)Brb (0.2 ≤ a < 1인 실수, 0 < b < 3인 실수)층을 형성할 수 있다. When the perovskite solution is deposited on the object by the heat treatment method, the deposition is performed by heat treatment at 41 to 350 ° C, more preferably 80 to 120 ° C, more preferably 90 to 110 ° C for 10 minutes to 1 hour. can CsPb (1-a) Sn a I (3-b) Br b having a thickness of about 300 to 400 nm by the heat treatment deposition method (real number of 0.2 ≤ a < 1, real number of 0 < b < 3) layer can be formed.
상기 온도와 시간의 범위를 어느 하나라도 못 미치는 경우에는 막 형성이 안되고, 어느 하나라도 초과하는 경우에는 다량의 핀 홀이 발생하므로, 상기 온도와 시간의 범위 내에서 열처리하는 것은 중요하다.If any one of the above temperature and time ranges is less than one, the film cannot be formed, and if any one exceeds any one, a large amount of pinholes are generated. Therefore, it is important to heat treatment within the above temperature and time ranges.
본 발명의 실시예를 따르는 페로브스카이트막 제조방법에서 상기 페로브스카이트 용액을 대상체 상에 증착하는 단계는 페로브스카이트 용액을 10 내지 40℃, 보다 바람직하게는 15 내지 40℃, 보다 바람직하게는 20 내지 40℃, 보다 바람직하게는 30 내지 40℃에서 건조하는 방법으로 증착할 수 있다. In the method for manufacturing a perovskite film according to an embodiment of the present invention, the step of depositing the perovskite solution on the object is 10 to 40 ℃, more preferably 15 to 40 ℃, more preferably the perovskite solution Preferably, it can be deposited by a method of drying at 20 to 40 °C, more preferably at 30 to 40 °C.
본 발명의 실시예를 따르는 페로브스카이트막 제조방법에서 상기 10 내지 40℃에서 건조시키는 단계는 습도 15% 이하, 보다 바람직하게는 습도 12% 이하, 보다 바람직하게는 습도 10% 이하에서 건조시키는 것일 수 있다.In the method for producing a perovskite film according to an embodiment of the present invention, the drying at 10 to 40° C. is drying at a humidity of 15% or less, more preferably a humidity of 12% or less, and more preferably a humidity of 10% or less. can
가장 바람직한 증착 방법으로 30℃~40℃(습도 10%이하)의 건조 증착법 (자연 건조 방법)이 이용될 수 있다. 또한, 상기 자연 건조 증착법은 질소(N2) 분위기의 글러브 박스(Glove box) 내에서 수행될 수 있다. As the most preferred deposition method, a dry deposition method (natural drying method) of 30°C to 40°C (
도 2는 CsPb0 . 4Sn0 . 6I2 . 6Br0 .4 페로브스카이트 광활성층 박막의 코팅 직후와 30~40℃(습도 10%이하)의 건조 증착법으로 증착한 이후의 실제 이미지이다. 상기 실험 결과에 따르면, CsPb0 . 4Sn0 . 6I2 . 6Br0 .4를 30~40℃(습도 10%이하)의 건조 증착법으로 기판 상에 증착시킨 경우, 페로브스카이트 광활성층 박막의 페로브스카이트 상이 형성되고, 표면이 제어됨을 확인할 수 있다. 2 shows CsPb 0 . 4 Sn 0 . 6 I 2 . 6 Br 0 .4 Fe is the actual image and the subsequent perovskite deposited by dry deposition of thin film coating immediately after the optically
도 3는 30~40℃(습도 10%이하)의 건조 증착법으로 증착한 CsPb0 . 4Sn0 . 6I2 . 6Br0 .4 페로브스카이트 광활성층 박막의 공기중에 노출된 시간에 따라 진행된 상기 박막의 실제 이미지이다. 상기 실험 결과에 따르면, 30~40℃(습도 10%이하)의 건조 증착법으로 증착시킨 CsPb0 . 4Sn0 . 6I2 . 6Br0 .4 페로브스카이트 광활성층 박막의 페로브스카이트 상이 장시간 공기 중에 노출되어도 계속 유지된다는 것을 확인할 수 있다. Figure 3 is CsPb 0 deposited by a dry deposition method of 30 ~ 40 ℃ (humidity less than 10%) . 4 Sn 0 . 6 I 2 . 6 Br 0 .4 perovskite is an actual image of the film progressed according to the time exposed to the air layer of the photoactive thin film. According to the experimental results, CsPb 0 deposited by a dry deposition method of 30-40 ℃ (humidity less than 10%) . 4 Sn 0 . 6 I 2 . 6 Br 0 .4 be exposed to the perovskite perovskite phase for a long time in the air photoactive layer thin-film can be confirmed that the maintain.
도 4는 100℃(습도 10%이하)의 열처리 증착법으로 증착한 CsPb0 . 4Sn0 . 6I2 . 6Br0 .4 페로브스카이트 광활성층 박막과 공기중에 노출된 시간에 따라 진행된 후의 실제 이미지이다. 상기 실험 결과에 따르면, 100℃(습도 10%이하)의 열처리 방법으로 증착시킨 CsPb0 . 4Sn0 . 6I2 . 6Br0 .4 페로브스카이트 광활성층 박막은 표면 제어가 되지 않고, 공기중에 노출시켰을 때 30~40℃(습도 10%이하)의 건조 증착법으로 만든 박막보다 페로브스카이트 상이 더욱 빠르게 분해됨을 확인할 수 있다. Figure 4 is CsPb 0 deposited by a heat treatment deposition method at 100 ℃ (
도 5는 CsPb0.4Sn0.6I2.6Br0.4 페로브스카이트 광활성층 박막의 코팅 직후와 공기 중에서 50~100℃(습도 50~70%)의 건조 증착법으로 증착한 이후의 실제 이미지이다. 상기 실험 결과에 따르면, CsPb0 . 4Sn0 . 6I2 . 6Br0 .4 페로브스카이트를 공기(습도 50~70%)중에서 30~40℃의 건조 증착법으로 기판 상에 증착 시킨 경우, 페로브스카이트 광활성층 박막의 페로브스카이트 상이 형성되지 않고, 표면이 제어되지 않음을 확인할 수 있다.5 is an actual image immediately after coating of the CsPb0.4Sn0.6I2.6Br0.4 perovskite photoactive layer thin film and after deposition by dry deposition in air at 50-100° C. (humidity 50-70%). According to the experimental results, CsPb 0 . 4 Sn 0 . 6 I 2 . 6 Br 0 .4 perovskite the air (
도 6는 CsPb0.4Sn0.6I2.6Br0.4 페로브스카이트 광활성층 박막의 코팅 직후와 공기 중에서 50~100℃(습도 50~70%)의 열처리 증착법으로 증착한 이후의 실제 이미지이다. 상기 실험 결과에 따르면, CsPb0 . 4Sn0 . 6I2 . 6Br0 .4 페로브스카이트를 공기(습도 50~70%)중에서 50~100℃의 건조 증착법으로 기판 상에 증착 시킨 경우 또한, 페로브스카이트 광활성층 박막의 페로브스카이트 상이 형성되지 않고, 표면이 제어되지 않음을 확인할 수 있다.6 is an actual image immediately after coating the CsPb0.4Sn0.6I2.6Br0.4 perovskite photoactive layer thin film and after deposition by a heat treatment deposition method at 50-100° C. (humidity 50-70%) in air. According to the experimental results, CsPb 0 . 4 Sn 0 . 6 I 2 . 6 Br 0 .4 perovskite the air (
도 7 및 도 8는 100℃(습도 10%이하)의 열처리 증착법과 30℃~40℃(습도 10%이하)의 건조 증착법으로 증착한 CsPb0 . 4Sn0 . 6I2 . 6Br0 .4 페로브스카이트 광활성층 박막의 광흡수도 특성을 나타낸 그래프이다. 상기 그래프에 따르면, 30℃~40℃(습도 10%이하)의 건조 증착법으로 증착한 CsPb0 . 4Sn0 . 6I2 . 6Br0 .4 페로브스카이트 박막의 광흡수율이 100℃(습도 10%이하)의 열처리 증착법에 의한 경우보다 더 높다는 것을 확인할 수 있다. 7 and 8 are CsPb 0 . 4 Sn 0 . 6 I 2 . 6 Br 0 .4 Fe lobe is a graph showing the light absorption properties of the photoactive agent Sky layer film. According to the graph, CsPb 0 deposited by dry deposition at 30°C to 40°C (humidity less than 10%) . 4 Sn 0 . 6 I 2 . 6 Br 0 .4 it can be confirmed that a perovskite thin film is the light absorption rate is higher than that by the heat treatment of the deposition 100 ℃ (
도 9 및 도 10는 100℃(습도 10%이하)의 열처리 증착법 및 30℃~40℃(습도 10%이하)의 건조 증착법으로 증착한 CsPb0 . 4Sn0 . 6I2 . 6Br0 .4 페로브스카이트 광활성층 박막들의 공기 중에 노출시킨 시간에 따른 XRD(X-Ray Diffraction) 분석 결과이다.9 and 10 are CsPb 0 . 4 Sn 0 . 6 I 2 . 6 Br 0 .4 Fe lobe a XRD (X-Ray Diffraction) analysis according to the Sky agent that time exposed to the air layer of the photoactive thin film.
상기 분석 결과에 따르면, 100℃(습도 10%이하)의 열처리 증착법을 통해 증착한 CsPb0 . 4Sn0 . 6I2 . 6Br0 .4 페로브스카이트의 경우, 2일이 지났을 때 12.7°, 25.6°, 39°, 및 52.4°지점(PbI2)에서 새로운 픽(Peak)이 도출되었다. 이는 공기중에서 빠르게 페로브스카이트 상이 분해되었다는 것을 나타낸다. According to the analysis result, CsPb 0 deposited through a heat treatment deposition method at 100 ° C. (humidity less than 10%) . 4 Sn 0 . 6 I 2 . 6 Br 0 .4 Fe For perovskite, a new pick (Peak) were derived from the 12.7 °, 25.6 °, 39 ° , and 52.4 ° point (PbI 2) when is 2 After. This indicates that the perovskite phase was rapidly decomposed in air.
30~40℃(습도 10%이하)의 건조 증착법을 통해 증착한 CsPb0 . 4Sn0 . 6I2 . 6Br0 .4 페로브스카이트의 경우, 7일이 지났을 때 페로브스카이트 피크인 14.46°및 29.17°지점에서의 픽이 감소하였지만 새로운 픽의 발생이 억제되었고, 이는 더 긴 시간동안 공기중에 노출이 되어도 페로브스카이트가 분해되지 않음을 나타낸다. CsPb 0 deposited through dry deposition at 30-40℃ (humidity less than 10%) . 4 Sn 0 . 6 I 2 . During 6 Br 0 .4 Fe lobe for Sky agent, After 7 days perovskite peaks of 14.46 ° and 29.17 ° in but reduces the pick point was suppressed the generation of a new pick, that the air for a longer period of time This indicates that the perovskite does not decompose even when exposed.
도 11 내지 도 15는 CsPb1 - aSnaI3 페로브스카이트 광활성층 박막의 첨가된 주석(Sn)의 비율과 공기중에 노출된 시간에 따른 광흡수도 특성을 나타낸 도면이다.11 to 15 are views showing the light absorption characteristics according to the ratio of tin (Sn) added to the CsPb 1 - a Sn a I 3 perovskite photoactive layer thin film and the time exposed to air.
도 11을 참조하면, 주석(Sn)이 첨가되지 않은 납(Pb)기반의 무기물 CsPbI3 페로브스카이트 광활성층 박막의 광흡수도는 공기중에 노출시, 빠른 시간내에 저하되는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 11 , it can be seen that the light absorption of the lead (Pb)-based inorganic CsPbI 3 perovskite photoactive layer thin film to which tin (Sn) is not added is rapidly reduced when exposed to air.
도 12 및 도 13를 참조하면, 주석(Sn)이 납(Pb)을 30% 및 60% 대체하여 첨가된 무기물 CsPb0 . 7Sn0 . 3I3, 및 CsPb0 . 4Sn0 . 6I3 페로브스카이트 광활성층 박막의 광흡수도는 장시간 공기중에 노출이 되어도 아주 소폭 저하되는 것을 알 수 있다.12 and 13, tin (Sn) is added by replacing lead (Pb) by 30% and 60% CsPb 0 . 7 Sn 0 . 3 I 3 , and CsPb 0 . 4 Sn 0 . 6 I 3 It can be seen that the light absorption of the perovskite photoactive layer thin film is slightly reduced even when exposed to air for a long time.
도 14 및 도 15를 참조하면, 장시간 공기중에 노출되었을 때, 주석(Sn)이 납(Pb)을 80% 및 100% 대체하여 첨가된 무기물 CsPb0 . 2Sn0 . 8I3, 및 CsSnI3 페로브스카이트 광활성층 박막의 광흡수도는, 주석(Sn)이 첨가되지 않은 무기물 페로브스카이트(CsPbI3)만큼 빠르게 저하되지 않지만, 주석(Sn)이 그 이하로 첨가된 무기물 페로브스카이트(CsPb0.7Sn0.3I3, CsPb0.4Sn0.6I3)보다 빠르게 저하되는 것을 알 수 있다.14 and 15, when exposed to air for a long time, tin (Sn) is added to replace lead (Pb) by 80% and 100% CsPb 0 . 2 Sn 0 . 8 I 3 , and CsSnI 3 The light absorbance of the perovskite photoactive layer thin film does not decrease as rapidly as the inorganic perovskite (CsPbI 3 ) without tin (Sn) added, but tin (Sn) is lower than that of the inorganic perovskite (CsPbI 3 ). It can be seen that the inorganic perovskite (CsPb 0.7 Sn 0.3 I 3 , CsPb 0.4 Sn 0.6 I 3 ) is lowered faster than the added inorganic perovskite.
도 16는 일 실시예로서, CsPb0 . 4Sn0 . 6I2 . 6Br0 .4 페로브스카이트 광활성층을 적용한 태양전지를 도시한 것이고, 도 17은 30~40℃(습도 10%이하)의 건조 증착법으로 증착시킨 CsPb0 . 4Sn0 . 6I2 . 6Br0 .4 페로브스카이트 광활성층을 적용한 태양전지의 전기적 특성을 나타낸 그래프이다. 상기 그래프에 따르면, 무기물 기반의 낮은 밴드갭(band edge of absorbance 
<실시예 1> 열처리 증착법을 이용한 제조<Example 1> Preparation using heat treatment deposition method
CsPb(1-a)SnaI(3-b)Brb (상기 0.2 ≤ a < 1인 실수, 0 < b < 3인 실수) 물질을 제조하기 위해, CsI, PbI2 , PbBr2 , SnI2 , SnF2 , 및 DMSO를 혼합하여 혼합용액을 제조하였다. SnF2는 페로브스카이트 몰 농도의 10 ~20%의 몰 비율로 정량하였다. To prepare a CsPb (1-a) Sn a I (3-b) Br b (real number in which 0.2 ≤ a < 1, real number in which 0 < b < 3) material, CsI, PbI 2 , PbBr 2 , SnI 2 , SnF 2 , and DMSO was mixed to prepare a mixed solution. SnF 2 was quantified at a molar ratio of 10 to 20% of the perovskite molar concentration.
다음으로, 상기 제조한 페로브스카이트 전구체들을 디메틸폼아마이드 (Dimethylformamide, DMF) 1mL, 디메틸설폭사이드(Dimethyl sulfoxide, DMSO) 71μL 용매에 녹인 후, 12시간 이상 교반하여, 페로브스카이트 용액을 만들었다. Next, the prepared perovskite precursors were dissolved in 1 mL of dimethylformamide (DMF) and 71 μL of dimethyl sulfoxide (DMSO) solvent, followed by stirring for more than 12 hours to prepare a perovskite solution. .
다음으로, 기판을 메탄올, 이소프로필알콜(IPA) 용액 순서로 각각 10분씩 클리닝한 뒤. 20분 동안 UV Ozone 처리를 한 후, 상기 용액을 500 내지 5000rpm, 30 내지 60초 동안 코팅하였다. Next, after cleaning the substrate in the order of methanol and isopropyl alcohol (IPA) solution for 10 minutes each. After UV Ozone treatment for 20 minutes, the solution was coated at 500 to 5000 rpm for 30 to 60 seconds.
다음으로, 100℃에서 10분 내지 1시간 열처리하여 기판 상에 상기 용액을 증착시켰다. Next, the solution was deposited on the substrate by heat treatment at 100° C. for 10 minutes to 1 hour.
<실시예 2> 30℃~40℃(습도 10%이하)의 건조 증착법을 이용한 제조<Example 2> Manufacturing using a dry deposition method of 30°C to 40°C (humidity less than 10%)
상기 실시예 1에서 기판 상에 상기 용액을 30 내지 40℃(습도 10% 이하) 의 질소(N2) 분위기의 글러브 박스(Glove box) 내에서 증착시킨 것을 제외하고 동일한 방법으로 제조하였다.It was prepared in the same manner as in Example 1, except that the solution was deposited on the substrate in a glove box in a nitrogen (N 2 ) atmosphere of 30 to 40° C. (
상기 실시예 1 및 실시예 2에서 제조한 페로브스카이트 화합물에 관한 실험 결과는 상기 도 1 내지 17에서 전술한 바와 같다. Experimental results regarding the perovskite compounds prepared in Examples 1 and 2 are the same as described above in FIGS. 1 to 17 .
Claims (11)
상기 페로브스카이트 화합물을 용매에 녹여 페로브스카이트 용액을 제조하는 단계; 및
상기 페로브스카이트 용액을 대상체 상에 증착하는 단계;를 포함하고,
상기 페로브스카이트 용액을 대상체 상에 증착하는 단계는 10 내지 40℃에서 건조시키는 단계를 포함하고,
상기 10 내지 40℃에서 건조시키는 단계는 습도 15% 이하에서 건조시키는 것인,
페로브스카이트막 제조방법:
[화학식 1]
CsPb(1-a)SnaI(3-b)Brb
(상기 0.3 ≤ a ≤ 0.6 인 실수, 0.2 ≤ b ≤ 0.6 인 실수).
Preparing a perovskite compound represented by the following formula (1);
dissolving the perovskite compound in a solvent to prepare a perovskite solution; and
Including; depositing the perovskite solution on the object;
Depositing the perovskite solution on the object comprises drying at 10 to 40 ℃,
The drying at 10 to 40 ℃ is to dry at 15% humidity or less,
Method for preparing perovskite film:
[Formula 1]
CsPb (1-a) Sn a I (3-b) Br b
(the real number 0.3 ≤ a ≤ 0.6, the real number 0.2 ≤ b ≤ 0.6).
상기 페로브스카이트 용액을 대상체 상에 증착하는 단계에서 상기 대상체는 기판, 투명 전극, 정공 수송층, 광활성층, 전자 수송층, 및 금속 전극 또는 이들의 조합인,
페로브스카이트막 제조방법.
7. The method of claim 6,
In the step of depositing the perovskite solution on the object, the object is a substrate, a transparent electrode, a hole transport layer, a photoactive layer, an electron transport layer, and a metal electrode or a combination thereof,
A method for manufacturing a perovskite film.
상기 페로브스카이트 용액을 대상체 상에 증착하는 단계 이전에 상기 대상체를 친수화 하는 단계를 더 포함하는,
페로브스카이트막 제조방법.
7. The method of claim 6,
Further comprising the step of hydrophilizing the object before the step of depositing the perovskite solution on the object,
A method for manufacturing a perovskite film.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190104449A KR102303840B1 (en) | 2019-08-26 | 2019-08-26 | Inorganic perovskite compound, manufacturing method thereof, and solar cell comprising the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190104449A KR102303840B1 (en) | 2019-08-26 | 2019-08-26 | Inorganic perovskite compound, manufacturing method thereof, and solar cell comprising the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20210024815A KR20210024815A (en) | 2021-03-08 |
| KR102303840B1 true KR102303840B1 (en) | 2021-09-17 |
Family
ID=75184929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020190104449A KR102303840B1 (en) | 2019-08-26 | 2019-08-26 | Inorganic perovskite compound, manufacturing method thereof, and solar cell comprising the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102303840B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102519030B1 (en) | 2021-10-18 | 2023-04-05 | 전남대학교산학협력단 | Method for producing perovskite-type metal oxynitride |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113130703B (en) * | 2021-03-29 | 2022-08-16 | 暨南大学 | Method for regulating and controlling response performance of all-inorganic double perovskite photoelectric detector |
| JP2023179899A (en) * | 2022-06-08 | 2023-12-20 | 出光興産株式会社 | Perovskite-type compound and photoelectric conversion element |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019016772A (en) | 2017-03-23 | 2019-01-31 | 国立大学法人電気通信大学 | Quantum dot, optical device using the same, and method of producing quantum dot |
| JP2019131656A (en) | 2018-01-30 | 2019-08-08 | 住友化学株式会社 | Composition, film, laminate structure, light-emitting device and display |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101861800B1 (en) | 2017-05-08 | 2018-05-29 | 재단법인대구경북과학기술원 | Preparation method of inverted Pb free perovskite solar cell |
| KR102014850B1 (en) * | 2017-07-13 | 2019-08-27 | 청주대학교 산학협력단 | Perovskite solar cell including hybrid hole transport layer and manufacturing method for the same |
-
2019
- 2019-08-26 KR KR1020190104449A patent/KR102303840B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019016772A (en) | 2017-03-23 | 2019-01-31 | 国立大学法人電気通信大学 | Quantum dot, optical device using the same, and method of producing quantum dot |
| JP2019131656A (en) | 2018-01-30 | 2019-08-08 | 住友化学株式会社 | Composition, film, laminate structure, light-emitting device and display |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102519030B1 (en) | 2021-10-18 | 2023-04-05 | 전남대학교산학협력단 | Method for producing perovskite-type metal oxynitride |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20210024815A (en) | 2021-03-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Liang et al. | All that glitters is not gold: Recent progress of alternative counter electrodes for perovskite solar cells | |
| KR102303840B1 (en) | Inorganic perovskite compound, manufacturing method thereof, and solar cell comprising the same | |
| JP5403773B2 (en) | Organic thin film photoelectric conversion device and method for producing the same | |
| JP5298308B2 (en) | Organic thin film photoelectric conversion device and method for producing the same | |
| Luo et al. | Recent advances in carbon nanotube utilizations in perovskite solar cells | |
| EP3416206B1 (en) | Perovskite solar cell with wide band-gap and fabrication method thereof | |
| US20130061930A1 (en) | Surface-modified electrode layers in organic photovoltaic cells | |
| US20140134781A1 (en) | Solution Processed Metal Oxide Thin Film Hole Transport Layers For High Performance Organic Solar Cells | |
| Lee et al. | Effects of oxidation state and crystallinity of tungsten oxide interlayer on photovoltaic property in bulk hetero-junction solar cell | |
| WO2009017700A1 (en) | Polymer electronic devices by all-solution process | |
| Kumar et al. | Accelerated thermal-aging-induced degradation of organometal triiodide perovskite on ZnO nanostructures and its effect on hybrid photovoltaic devices | |
| Ham et al. | Influence of drying conditions on device performances of antisolvent-assisted roll-to-roll slot die-coated perovskite solar cells | |
| Yang et al. | Effect of polyelectrolyte interlayer on efficiency and stability of pin perovskite solar cells | |
| US10229952B2 (en) | Photovoltaic cell and a method of forming a photovoltaic cell | |
| Yang et al. | Recent progress on metal halide perovskite solar minimodules | |
| Ayllon et al. | Application of MEH-PPV/SnO2 bilayer as hybrid solar cell | |
| Zhu et al. | Solution-processed polymeric thin film as the transparent electrode for flexible perovskite solar cells | |
| KR20130027725A (en) | Organic electronic devices and manufacturing method of the same | |
| Shah et al. | Effect of TiO2 interlayer on the performance of inverted polymeric solar cells | |
| Ahn et al. | Dry-stamping-transferred PC71BM charge transport layer via an interface-controlled polyurethane acrylate mold film for efficient planar-type perovskite solar cells | |
| KR101112676B1 (en) | Large area and high energy conversion efficiency OPVs using nano particle and high conducting novel organic/inorganic hydrid buffer layer and manufacturing method thereof | |
| Shirvani et al. | Comparative study on the electrochemical synthesis of zinc oxide nanorods using chronoamperometry and chronopotentiometry and their application in inverted polymer solar cells | |
| JP2010147276A (en) | Organic photoelectric conversion element | |
| JP7110537B2 (en) | Precursor for light absorption layer, method for producing organic-inorganic composite solar cell using the same, and organic-inorganic composite solar cell | |
| KR20180010874A (en) | Method of manufacturing laminate for organic-inorganic complex solar cell, and method for manufacturing organic-inorganic complex solar cell |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| AMND | Amendment | ||
| X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
| GRNT | Written decision to grant |