KR20170040708A - High stability of organic-inorganic hybrid photovoltaic cell Using double layer transparent electrode and method for manufacturing the same - Google Patents
High stability of organic-inorganic hybrid photovoltaic cell Using double layer transparent electrode and method for manufacturing the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR20170040708A KR20170040708A KR1020150140032A KR20150140032A KR20170040708A KR 20170040708 A KR20170040708 A KR 20170040708A KR 1020150140032 A KR1020150140032 A KR 1020150140032A KR 20150140032 A KR20150140032 A KR 20150140032A KR 20170040708 A KR20170040708 A KR 20170040708A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- oxide
- poly
- layer
- transparent electrode
- solar cell
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 42
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 39
- 230000005525 hole transport Effects 0.000 claims abstract description 22
- 238000007639 printing Methods 0.000 claims description 33
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 29
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 27
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 17
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 15
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 claims description 14
- 238000007646 gravure printing Methods 0.000 claims description 13
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 13
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 12
- 238000007645 offset printing Methods 0.000 claims description 12
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 12
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 claims description 11
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 claims description 11
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 claims description 11
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 10
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 10
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 claims description 10
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 10
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229920001609 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Polymers 0.000 claims description 9
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 claims description 9
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 9
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 claims description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 8
- HRHKULZDDYWVBE-UHFFFAOYSA-N indium;oxozinc;tin Chemical compound [In].[Sn].[Zn]=O HRHKULZDDYWVBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 claims description 8
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 claims description 8
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 8
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 claims description 8
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 claims description 7
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims description 7
- PDQRQJVPEFGVRK-UHFFFAOYSA-N 2,1,3-benzothiadiazole Chemical compound C1=CC=CC2=NSN=C21 PDQRQJVPEFGVRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000005964 Acibenzolar-S-methyl Substances 0.000 claims description 6
- 239000004695 Polyether sulfone Substances 0.000 claims description 6
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 6
- DMBHHRLKUKUOEG-UHFFFAOYSA-N diphenylamine Chemical compound C=1C=CC=CC=1NC1=CC=CC=C1 DMBHHRLKUKUOEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 6
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 claims description 6
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 6
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229920001167 Poly(triaryl amine) Polymers 0.000 claims description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 5
- 238000007736 thin film deposition technique Methods 0.000 claims description 5
- 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 claims description 4
- 229920000280 Poly(3-octylthiophene) Polymers 0.000 claims description 4
- 229920012266 Poly(ether sulfone) PES Polymers 0.000 claims description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 4
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 claims description 4
- 229920001230 polyarylate Polymers 0.000 claims description 4
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 4
- JAYBIBLZTQMCAY-UHFFFAOYSA-N 3-decylthiophene Chemical compound CCCCCCCCCCC=1C=CSC=1 JAYBIBLZTQMCAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RFKWIEFTBMACPZ-UHFFFAOYSA-N 3-dodecylthiophene Chemical compound CCCCCCCCCCCCC=1C=CSC=1 RFKWIEFTBMACPZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- XGERJWSXTKVPSV-UHFFFAOYSA-N 4,7-dithiophen-2-yl-2,1,3-benzothiadiazole Chemical compound C1=CSC(C=2C3=NSN=C3C(C=3SC=CC=3)=CC=2)=C1 XGERJWSXTKVPSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QMNVUZQWXKLEFP-UHFFFAOYSA-N 5-octylthieno[3,4-c]pyrrole-4,6-dione Chemical compound S1C=C2C(=O)N(CCCCCCCC)C(=O)C2=C1 QMNVUZQWXKLEFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910005191 Ga 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- NPNMHHNXCILFEF-UHFFFAOYSA-N [F].[Sn]=O Chemical compound [F].[Sn]=O NPNMHHNXCILFEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920000109 alkoxy-substituted poly(p-phenylene vinylene) Polymers 0.000 claims description 3
- 125000005605 benzo group Chemical group 0.000 claims description 3
- 229920000547 conjugated polymer Polymers 0.000 claims description 3
- 229940035422 diphenylamine Drugs 0.000 claims description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 3
- 229920000553 poly(phenylenevinylene) Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 claims description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- ZAMMNHRGNDZIDN-UHFFFAOYSA-N 2,7-dioctyl-9H-indeno[2,1-b]siline Chemical compound C(CCCCCCC)C1=[SiH]C=2CC3=CC(=CC=C3C2C=C1)CCCCCCCC ZAMMNHRGNDZIDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- GIFWAJGKWIDXMY-UHFFFAOYSA-N 2-octylthiophene Chemical compound CCCCCCCCC1=CC=CS1 GIFWAJGKWIDXMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920001467 poly(styrenesulfonates) Polymers 0.000 claims description 2
- UGUHFDPGDQDVGX-UHFFFAOYSA-N 1,2,3-thiadiazole Chemical compound C1=CSN=N1 UGUHFDPGDQDVGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- PZWLRLIAVLSBQU-UHFFFAOYSA-N 1,2-dioctyl-9h-fluorene Chemical compound C1=CC=C2C3=CC=C(CCCCCCCC)C(CCCCCCCC)=C3CC2=C1 PZWLRLIAVLSBQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- YMKXZCRQFRBUQB-UHFFFAOYSA-N 9-(2-ethylhexyl)-9-hexylfluorene Chemical compound C1=CC=C2C(CCCCCC)(CC(CC)CCCC)C3=CC=CC=C3C2=C1 YMKXZCRQFRBUQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229920000144 PEDOT:PSS Polymers 0.000 claims 1
- 229920000301 poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl) polymer Polymers 0.000 claims 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 169
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 21
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 21
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 17
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 13
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 10
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 4
- 229920003207 poly(ethylene-2,6-naphthalate) Polymers 0.000 description 4
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 4
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 3
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 3
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 3
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- LBILMILSSHNOHK-UHFFFAOYSA-N 3-hexylthiophene Chemical compound CCCCCCC=1C=[C]SC=1 LBILMILSSHNOHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LGDCSNDMFFFSHY-UHFFFAOYSA-N 4-butyl-n,n-diphenylaniline Chemical compound C1=CC(CCCC)=CC=C1N(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 LGDCSNDMFFFSHY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005234 chemical deposition Methods 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000005281 excited state Effects 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 2
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 description 2
- STCOOQWBFONSKY-UHFFFAOYSA-N tributyl phosphate Chemical compound CCCCOP(=O)(OCCCC)OCCCC STCOOQWBFONSKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PWYVVBKROXXHEB-UHFFFAOYSA-M trimethyl-[3-(1-methyl-2,3,4,5-tetraphenylsilol-1-yl)propyl]azanium;iodide Chemical compound [I-].C[N+](C)(C)CCC[Si]1(C)C(C=2C=CC=CC=2)=C(C=2C=CC=CC=2)C(C=2C=CC=CC=2)=C1C1=CC=CC=C1 PWYVVBKROXXHEB-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- OCJBOOLMMGQPQU-UHFFFAOYSA-N 1,4-dichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=C(Cl)C=C1 OCJBOOLMMGQPQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BAVYZALUXZFZLV-UHFFFAOYSA-O Methylammonium ion Chemical compound [NH3+]C BAVYZALUXZFZLV-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 229920001328 Polyvinylidene chloride Polymers 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- PDZKZMQQDCHTNF-UHFFFAOYSA-M copper(1+);thiocyanate Chemical compound [Cu+].[S-]C#N PDZKZMQQDCHTNF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 150000004985 diamines Chemical class 0.000 description 1
- FHIVAFMUCKRCQO-UHFFFAOYSA-N diazinon Chemical compound CCOP(=S)(OCC)OC1=CC(C)=NC(C(C)C)=N1 FHIVAFMUCKRCQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940117389 dichlorobenzene Drugs 0.000 description 1
- 238000007606 doctor blade method Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 125000005678 ethenylene group Chemical group [H]C([*:1])=C([H])[*:2] 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 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
- 230000005283 ground state Effects 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- NJWNEWQMQCGRDO-UHFFFAOYSA-N indium zinc Chemical compound [Zn].[In] NJWNEWQMQCGRDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003473 lithium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide Inorganic materials 0.000 description 1
- QSZMZKBZAYQGRS-UHFFFAOYSA-N lithium;bis(trifluoromethylsulfonyl)azanide Chemical compound [Li+].FC(F)(F)S(=O)(=O)[N-]S(=O)(=O)C(F)(F)F QSZMZKBZAYQGRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- LLWRXQXPJMPHLR-UHFFFAOYSA-N methylazanium;iodide Chemical compound [I-].[NH3+]C LLWRXQXPJMPHLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013086 organic photovoltaic Methods 0.000 description 1
- GYUPBLLGIHQRGT-UHFFFAOYSA-N pentane-2,4-dione;titanium Chemical compound [Ti].CC(=O)CC(C)=O GYUPBLLGIHQRGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002186 photoactivation Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000027756 respiratory electron transport chain Effects 0.000 description 1
- APSBXTVYXVQYAB-UHFFFAOYSA-M sodium docusate Chemical group [Na+].CCCCC(CC)COC(=O)CC(S([O-])(=O)=O)C(=O)OCC(CC)CCCC APSBXTVYXVQYAB-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 1
- URMVZUQDPPDABD-UHFFFAOYSA-N thieno[2,3-f][1]benzothiole Chemical compound C1=C2SC=CC2=CC2=C1C=CS2 URMVZUQDPPDABD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000427 thin-film deposition Methods 0.000 description 1
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrachloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- WRTMQOHKMFDUKX-UHFFFAOYSA-N triiodide Chemical compound I[I-]I WRTMQOHKMFDUKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H01L51/4213—
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G61/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L25/00—Compositions of, homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L25/02—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
- C08L25/04—Homopolymers or copolymers of styrene
- C08L25/06—Polystyrene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L67/00—Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L67/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
- C08L67/03—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds the dicarboxylic acids and dihydroxy compounds having the carboxyl- and the hydroxy groups directly linked to aromatic rings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L79/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon only, not provided for in groups C08L61/00 - C08L77/00
- C08L79/04—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
- C08L79/08—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L81/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of polysulfones; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L81/06—Polysulfones; Polyethersulfones
-
- H01L51/442—
-
- 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
- H01L2031/0344—Organic materials
-
- 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
- Y02E10/549—Organic PV cells
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 유-무기 하이브리드 태양전지에 관한 것으로, 특히 상부와 하부에 투명전극을 위치시킴으로서 광 변환효율이 저하되지 않으면서도 투명전극 사이에 위치하고 있는 페로브스카이트 광활성화층이 전지가 구동되는 동안 공기 중의 수분에 직접적으로 노출되지 않아 기존 방식과 대비하여 내구성이 매우 우수하고 불안전성이 방지되어 저가의 비용 및 간단한 공정으로 효율이 장시간 유지되는 유-무기 하이브리드 태양전지 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an organic-inorganic hybrid solar cell, and more particularly, to a method for manufacturing a solar cell, in which a perovskite photoactive layer located between transparent electrodes without a photo- Inorganic hybrid solar cell and its manufacturing method which are not directly exposed to moisture in air and thus have excellent durability as compared with conventional methods and are prevented from being unstable so that efficiency is maintained for a long time at a low cost and simple process.
인류의 과학기술 발전은 많은 양의 에너지를 사용하게 하였고 화석연료를 중심으로 한 에너지 사용의 증가는 기후변화라는 또 다른 인류의 숙제를 안기고 있다. 이와 같은 기후변화에 대응하고 에너지 사용 후 나타나는 환경오염을 줄이기 위해서 청정에너지의 사용을 필요로 하고 있다. 이에 따라서 청정에너지로 대표되는 신재생에너지기술 개발이 활발히 이뤄지고 있으며, 이중 태양에너지와 같은 대체에너지에 대한 관심이 증가되고 있다.Scientific and technological development of mankind makes use of a large amount of energy, and the increase of energy use centering on fossil fuels is another homeland of climate change. The use of clean energy is required to cope with such climate change and to reduce environmental pollution after energy use. As a result, the development of renewable energy technologies represented by clean energy is actively being carried out, and interest in alternative energy such as solar energy is increasing.
일반적으로 태양전지란 태양 빛으로부터 광 에너지를 흡수하여 전자와 정공을 발생하는 광기전 효과를 이용하여 전류-전압을 생성하는 전지를 의미한다. 지금까지 개발되어 양산되는 태양전지는 1세대 태양전지로 불리는 실리콘 태양전지를 중심으로 90% 이상의 시장점유율을 가지고 있으며 CIGS/Se(Copper Indium Gallium Chalcogenides) 등의 화합물 반도체를 중심으로 하는 제2세대 태양전지인 박막태양전지가 10% 정도의 시장을 양분하고 있는 실정이다.Generally, a solar cell refers to a cell that generates a current-voltage using a photovoltaic effect that absorbs light energy from sunlight to generate electrons and holes. The solar cell, which has been developed and mass-produced so far, has a market share of more than 90%, mainly of silicon solar cells called first-generation solar cells, and has a second-generation solar cell centering on compound semiconductors such as CIGS / Se (Copper Indium Gallium Chalcogenides) Thin film solar cells, which are battery cells, divide the market by about 10%.
실리콘 태양전지의 경우 n-p 다이오드형 단결정 또는 다결정 실리콘으로 제조되고 있으며 세계 최고기록은 약 25%의 광 변환효율을 가지고 있으며 일반적으로 판매되고 있는 모듈형 태양전지의 경우 20%의 광 변환효율을 가지고 있다. 그러나 이러한 실리콘 태양전지의 경우 실리콘의 순도를 원재료로부터 고순도로 높여야 하는 공정이 필요하며 또한 고순도 소재를 태양전지 모듈로 제조하기 위한 다양한 공정 및 고가의 장비가 요구되고 있어 결과적으로 태양전지의 생산단가를 높이는 원인이 되고 있다.Silicon solar cells are made of np diode type single crystals or polycrystalline silicon, and the world record has a photoconversion efficiency of about 25%, and a modular photovoltaic cell which is generally sold has a photoconversion efficiency of 20% . However, in the case of such a silicon solar cell, it is necessary to increase the purity of silicon from raw material to high purity. Also, various processes and expensive equipment for manufacturing a high-purity material as a solar cell module are required. As a result, The height is causing.
이러한 고가의 제조장비 및 원재료의 고순도 공정을 개선하기 위해서 개발된 CIGS/Se는 용액법으로 제조할 수 있는 장점이 있고 고가의 장비가 요구되지 않는 방법으로 실리콘 태양전지에 버금가는 20% 대의 광 변환효율을 가지고 있어 현재까지 태양전지의 유망한 분야로 많이 연구되어지고 있다. 그러나 인듐이나 갈륨 등 고가의 희귀금속을 사용해야 한다는 단점과 히드라진(hydrazine)과 같은 독성을 가진 물질을 사용하고 있으며, 고온에서의 열처리 과정에서의 불안전성 등을 유발할 수 있어 대용량으로 제조하기에는 한계가 있다.CIGS / Se, which was developed to improve the high-purity process of these expensive manufacturing equipment and raw materials, has the merit of being able to be manufactured by a solution method. In addition, it does not require expensive equipments. And has been studied as a promising field of solar cell to date. However, the use of expensive rare metals such as indium or gallium and the use of materials having toxicity such as hydrazine and the like can cause instability in the heat treatment process at a high temperature, and thus there is a limit to manufacture in large capacity.
이에 따라 제조공정이 저렴하고 고가의 장비를 사용하지 않으면서도 고효율의 태양전지 변환효율을 제조하기 위한 연구가 활발히 이뤄지고 있으며, 대표적으로 연료감응 태양전지(DSSC: Dye-Sensitized Solar Cell)과 유기 태양전지(OPV: Organic Photovoltaic)가 활발히 연구되어 지고 있다.Accordingly, researches have been actively conducted to manufacture a high efficiency solar cell conversion efficiency without using expensive equipment and expensive manufacturing processes. Typically, a Dye-Sensitized Solar Cell (DSSC) and an organic solar cell (OPV: Organic Photovoltaic) have been actively studied.
염료감응 태양전지는 투명전도성 전극 위에 전자 전달층을 형성하고 다공성 금속산화물 입자를 코팅한 후 상부에 염료를 흡착시킨 후 전해질을 통해 제조되는데, 빛을 받으면 염료분자에서 전자-홀 쌍이 생성되어 전자는 다공성 나노입자를 통해 전극으로 이동되고 홀은 액체 혹은 고체 전해질의 산화-환원반응을 통하여 홀(hole) 전도성층으로 전달되어 광전류가 발생하는 원리로 일을 하게 된다. 그러나 현재까지 보고된 염료감응 태양전지는 액체 전해질을 활용할 경우 지난 20년간 13%를 정도를 유지하고 있어 고효율 태양전지의 상용화에는 접근하지 못하고 있다. 또한, 액체 전해질 태양전지의 경우 장시간 노출될 경우 외부로 노출되어 태양전지의 지속적 안전성에 문제가 있다.The dye-sensitized solar cell is formed by forming an electron transfer layer on a transparent conductive electrode, coating the porous metal oxide particles, and then adsorbing the dye on the upper surface thereof. The dye-sensitized solar cell is then produced through an electrolyte. The porous nanoparticles are transported to the electrode, and the hole is transferred to the hole conductive layer through oxidation-reduction reaction of the liquid or solid electrolyte, thereby working as a principle of generating the photocurrent. However, the dye-sensitized solar cells reported to date have remained at about 13% over the past 20 years when liquid electrolytes are utilized, so they are not approaching commercialization of high-efficiency solar cells. Further, in the case of a liquid electrolyte solar cell, when exposed for a long time, the solar cell is exposed to the outside, which causes a problem in the safety of the solar cell.
유기 태양전지의 경우 전도성 고분자를 사용하게 되는데 빛을 조사하게 되면 광활성화층에 빛을 흡수하여 엑시톤(exiton)이라는 전자와 홀 쌍이 형성되며, 이는 전자주개(electron donor, D 또는 hole acceptor)와 전자받개(electron acceptor, A)의 계면으로 이동하여 전하가 분리되고 광전류가 발생하는 원리로 작동을 하게 된다. 현재까지 알려진 유기 태양전지의 최고효율은 11%대로 모듈 효율은 9%정도를 유지하고 있어 상용화에는 아직까지 거리가 있다. 또한, 광활성화층과 전도성 고분자 물질들은 수분과 공기에 안전성이 취약한 단점이 있다.In the case of an organic solar cell, a conductive polymer is used. When a light is irradiated, an electron and a hole pair called an exiton are formed by absorbing light in a photoactive layer. This is because an electron donor (D or hole acceptor) And moves to the interface of the electron acceptor (A) to separate the charge and operate as a principle of generating the photocurrent. The highest efficiency of organic solar cells known to date is 11%, and the module efficiency is maintained at about 9%, which is still far from commercialization. In addition, the photoactivating layer and the conductive polymer material have a drawback that the safety of moisture and air is poor.
지금까지 살펴본 봐와 같이 현재의 태양전지 기술은 태양전지의 원재료의 고가화, 장비의 고가화, 제조과정에서의 복잡화 및 안전성 등을 극복하고 상용화가 충분히 가능한 태양전지 변환효율을 도출하기 위한 노력으로 최근 연구되어지는 분야가 페로브스카이트(perovskite)를 광활성화층으로 하는 유-무기 하이브리드 태양전지이다. As we have seen so far, the current solar cell technology has been tried to overcome the problems of solar cell raw material upgrade, equipment upgrade, complexity in manufacturing process, safety and so on, The field to be applied is an organic-inorganic hybrid solar cell in which perovskite is used as a photoactive layer.
일반적으로 유-무기 하이브리드 태양전지(20)는 도 1과 도 2에 나타난 바와 같이, 기판(11)을 준비하고(S310), 상기 기판(11) 위에 투명전극층(12)을 형성하여(S320), 상기 투명전극층(12) 위에 금속산화물 박막을 코팅하고 다공성 금속산화물을 코팅한 전자 전달층(13)을 형성하고(S330), 상기 전자 전달층(13) 상부에 광활성화층(14)을 형성하고(S340), 그 위에 정공 전달층(15)을 형성하고(S350), 상기 정공 전달층(15) 상부에 반투명 금속전극(16)을 적층하여 이뤄지는 구조로 형성되고 있다.In general, the organic-inorganic hybrid
현재까지 알려진 페로브스카이트 유-무기 하이브리드 태양전지의 경우 20%이상의 광 변환효율을 보이고 있으며, 공정비용이 매우 저렴하고 고가의 장비가 필요 없으며 기존의 실리콘 또는 박막 태양전지와 대등한 효율을 보이고 있어 미래 차세대 태양전지로 각광을 받을 것으로 예상된다.Conventional perovskite organic-inorganic hybrid solar cells exhibit a photoconversion efficiency of more than 20%, have a very low process cost, do not require expensive equipment, exhibit efficiency equivalent to conventional silicon or thin film solar cells It is expected to receive the spotlight as the next generation solar cell in the future.
상술된 바와 같이 페로브스카이트 유-무기 하이브리드 태양전지는 현재 20%를 상회하는 광 변환효율을 가지고 있으나 이와 같은 태양전지의 일반적인 구조는 공기 중의 습도가 정공 전달 물질과 광활성화층에 접촉하게 되므로 광변화효율이 점차 약화되고, 일반적으로 페로브스카이트 종류에 따라 습도가 50% 이상이면 광활성화층인 페로브스카이트가 광흡수 능력이 점차적으로 약화되는 등 습도에 매우 불안정한 것으로 알려져 있다.As described above, the perovskite organic-inorganic hybrid solar cell currently has a photoconversion efficiency exceeding 20%, but the general structure of such a solar cell is that the humidity in the air makes contact with the hole transport material and the photoactive layer It is known that perovskite, which is a photoactivating layer, is very unstable in humidity such that light absorption capability is gradually weakened when the light change efficiency is gradually weakened and the humidity is 50% or more according to the type of perovskite in general.
따라서 페로브스카이트 유-무기 하이브리드 태양전지의 내구성이 가장 큰 이슈로 부각되고 있으며, 습도에 상대적으로 안정하고 고효율 광 변환효율이 지속적으로 유지되는 유-무기 하이브리드 태양전지 개발이 절실한 실정이다.Therefore, the durability of perovskite organic-inorganic hybrid solar cells is becoming the most important issue, and there is an urgent need to develop an organic-inorganic hybrid solar cell that is relatively stable in humidity and maintains high efficiency of light conversion efficiency.
이에 상기와 같은 내구성의 문제점을 개선하기 위해서 본 발명은 유-무기 하이브리드 태양전지를 제작함에 있어 광활성화층 상층부에 정공 전달 물질(Hole Transfer Material, HTM)을 도포한 후 금속전극을 코팅하는 일반적인 태양전지 구조와 달리, 정공 전달 물질 위에 투명전극을 코팅하고 금속전극을 코팅함으로서 공기 중의 수분이 정공 전달층과 광활성화층에 직접적으로 접촉하는 것을 막아 유-무기 하이브리드 태양전지의 안전성을 향상시켜 습한 환경에서도 성능이 저하되지 않으면서도 고효율의 광 변환효율을 유지하는 태양전지를 제조하는데 목적이 있다.In order to solve the problem of durability as described above, the present invention relates to a method of manufacturing a fuel cell in which a hole transport material (HTM) is applied to an upper layer of a photoactive layer, Unlike the cell structure, the transparent electrode is coated on the hole transport material and the metal electrode is coated to prevent direct contact of the moisture in the air with the hole transport layer and the photoactive layer to improve the safety of the organic-inorganic hybrid solar cell, Is intended to manufacture a solar cell that maintains high efficiency of light conversion efficiency without deteriorating performance.
본 발명에 따른 유-무기 하이브리드 태양전지는 기판(1), 상기 기판(1) 상에 적층되는 제 1 투명전극층(2), 상기 제 1 투명전극층(2) 상에 적층되는 전자 전달층(3), 상기 전자 전달층(3) 상에 적층되는 광활성화층(4), 상기 광활성화층(4) 상에 적층되는 정공 전달층(5), 및 상기 정공 전달층(5) 상에 형성되는 제 2 투명전극층(6)을 포함하여 이루어진다.An organic-inorganic hybrid solar cell according to the present invention comprises a
상기 기판(1)으로는 PET(polyethylene terephthalate), PES(polyethersulfone), PS(polystyrene), PC(polycarbonate), PI(polyimide), PEN(polyethylene naphthalate) 및 PAR(polyarylate) 중에서 선택되는 어느 하나의 광투과성 플라스틱, 실리콘, 유리, 투명전극 또는 구리 박막을 포함할 수 있다.As the
상기 제 1 투명전극층(2)은 산화주석(Tin oxide, SnO2), 인듐 함유 산화 주석(indium tin oxide, ITO), 불소 함유 산화주석(fluorine-doped tin oxide, FTO), 산화 인듐 아연(Indium Zinc Oxide, IZO), 알루미늄 함유 산화아연(Al-doped Zinc Oxide, AZO) 및 산화 인듐 아연 주석(Indium Zinc Tin Oxide, IZTO)을 포함하는 단일물질이거나 구리(Cu)를 이용한 다중층 구조(multi layer structure)를 사용하여 이뤄질 수 있다.The first
상기 전자 전달층(3)은 금속산화물을 포함하는 열린 기공 구조를 가지며, 상기 기공에 무기물 반도체가 위치할 수 있다.The
이때, 상기 금속산화물로는 Ti산화물, Zn산화물, In산화물, Sn산화물, W산화물, Nb산화물, Mo산화물, Mg산화물, Ba 산화물, Zr산화물, Sr산화물, Yr산화물, La산화물, V산화물, Al산화물, Y산화물, Sc산화물, Sm산화물, Ga산화물 및 SrTi산화물 중에서 선택되는 하나 이상의 물질일 수 있으며, 이들의 혼합물 또는 이들의 복합체(composite)일 수 있다.The metal oxide may be at least one selected from the group consisting of Ti oxide, Zn oxide, In oxide, Sn oxide, W oxide, Nb oxide, Mo oxide, Mg oxide, Ba oxide, Zr oxide, Sr oxide, Yr oxide, La oxide, And may be at least one material selected from oxides, Y oxides, Sc oxides, Sm oxides, Ga oxides and SrTi oxides, or a mixture thereof or a composite thereof.
상기 광활성화층(4)은 무기물 반도체와 유기물 반도체가 혼합된 혼합물을 포함할 수 있다.The
상기 정공 전달층(5)은 공액 고분자(conjugated polymer) 유기물 반도체로 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-pmethoxyphenylamine)-9,9,9'-spirobifluorine]), 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 공중합체 중에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함한다.The hole transport layer 5 may be a conjugated polymer organic semiconductor such as poly [3-hexylthiophene] (P3HT), poly [2-methoxy-5- (3 ', 7'- dimethyloctyloxyl)] - 1,4-phenylene vinylene, MEH-PPV, poly (3-octyl thiophene), POT (poly (2-methoxy-5- octyl thiophene), poly (3-decyl thiophene), poly (3-dodecyl thiophene), poly (p-phenylene vinylene), poly (9,9'-dioctylfluorene- N- (4-butylphenyl) diphenyl amine), Polyaniline, Spiro-MeOTAD ([2,22 ', 7,77'-tetrakis (N, N-di-pmethoxyphenylamine) -9,9,9'-spirobifluorine] CuSCN, CuI, PCPDTBT (poly [2,1,3-benzothiadiazole-4,7-diyl4,4-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'- 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) -tall- (5-octylthieno [3,4-c] pyrrole-4,6-dione) -1,3-diyl), PFDTBT (poly [2,7- - (2-eth 2-thienyl-2 ', 1', 3'-benzothiadiazole)], PFO-DBT (poly [2, 5-dihydroxy-5,6- (4 ', 7'-di-2-thienyl-2', 1 ', 3'-benzothiadiazole)], PSiFDTBT (poly [(2,7-dioctylsilafluorene) -2,7-diyl-lower- (4,7-bis (2-thienyl) -2,1,3-benzothiadiazole) -5,5'-diyl], PSBTBT [(4,4'-bis (2-ethylhexyl) dithieno [3,2-b: 2 ', 3'-d] silole) -2,6-diyl-6- (2,1,3-benzothiadiazole) 4,7-diyl), PCDTBT (poly [[9- (1-octylononyl) -9H-carbazole-2,7-diyl] -2,5-thiophenediyl-2,1,3-benzothiadiazole- diyl-2,5-thiophenediyl], PFB (poly (9,9'-dioctylfluorene-co-bis (N, N '- ) diamine, poly (9,9'-dioctylfluorene-cobenzothiadiazole), poly (3,4-ethylenedioxythiophene), PEDOT: poly (3,4-ethylenedioxythiophene) (poly (triarylamine)), poly (4-butylphenyldiphenyl-amine), and copolymers thereof.
상기 제 1 투명전극층(2)에 대항하는 제 2 투명전극층(6)은 인듐 함유 산화 주석(indium tin oxide, ITO), 불소 함유 산화주석(fluorine tin oxide, FTO), 산화 인듐 아연(Indium Zinc Oxide, IZO), 알루미늄 함유 산화아연(Al-doped Zinc Oxide, AZO), 산화 인듐 아연 주석(Indium Zinc Tin Oxide, IZTO), 몰리브덴(Mo), ZnO-Ga2O3, ZnO-Al2O3, SnO2-Sb2O3, 주석계 산화물, 산화아연(Zinc Oxide) 중에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 혼합물 중에서 선택되는 어느 하나 이상으로 무기계 전도성 전극일 수 있다.The second
본 발명에 따른 유-무기 하이브리드 태양전지의 제조 방법은 기판(1)을 준비하는 단계(S410), 상에 제 1 투명전극층(2)을 형성하는 단계(S420), 상기 제 1 투명전극층(2) 상에 전자 전달층(3)을 형성하는 단계(S430), 상기 전자 전달층(3) 상에 광활성화층(4)을 형성하는 단계(S440), 상기 광활성화층(4) 상에 정공 전달층(5)을 형성하는 단계(S450), 및 상기 정공 전달 층(5) 상에 제 2 투명전극층(6)을 형성하는 단계(S460)를 포함한다.The method for fabricating an organic-inorganic hybrid solar cell according to the present invention includes the steps of preparing a substrate 1 (S410), forming a first
상기 기판(1)은 PET(polyethylene terephthalate), PES(polyethersulfone), PS(polystyrene), PC(polycarbonate), PI(polyimide), PEN(polyethylene naphthalate) 및 PAR(polyarylate) 중에서 선택되는 어느 하나의 광투과성 플라스틱, 실리콘, 유리, 투명전극 또는 구리 박막을 포함하여 기판을 준비한다.The
그 다음으로, 상기 제 1 투명전극층(2)은 진공 증착법, 박막 증착법, 스퍼터링 증착법 및 화학적 증착 방법 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 방법으로 형성한다.Next, the first
상기 전자 전달층(3)은 물리적 증착(physical vapor deposition), 화학적 증착(chemical vapor deposition), 스핀 코팅(spin-coating), 담금법(dip-coating) 및 열증착(thermal evaporation) 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 방법으로 형성될 수 있다.The
또 다른 방법으로 상기 전자 전달층(3)은 도전성의 무기물 반도체 용액에 반도체 무기물 분말을 혼합한 혼합 용액을 제조하여, 잉크젯 프린팅(ink-jet printing), 스크린 프린팅(screen printing), 오프셋 프린팅(offset printing), 슬로다이 프린팅(slot die printing) 및 그라비어 프린팅(gravure printing) 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 인쇄 방법으로 인쇄한 후, 일정 온도 이하에서 건조하여 형성될 수 있다.Alternatively, the
상기 광활성화층(4)은 스핀 코팅(spin-coating), 담금법(dip-coating), 스프레이 코팅(spray coating), 잉크젯 프린팅(ink-jet printing), 스크린 프린팅(screen printing), 오프셋 프린팅(offset printing), 슬로다이 프린팅(slot die printing) 및 그라비어 프린팅(gravure printing) 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 인쇄 방법으로 인쇄한 후, 일정 온도 이하에서 건조하여 형성한다.The photo-
상기 정공 전달층(5)은 스핀 코팅(spin-coating), 담금법(dip-coating), 스프레이 코팅(spray coating), 잉크젯 프린팅(ink-jet printing), 스크린 프린팅(screen printing), 오프셋 프린팅(offset printing), 슬로다이 프린팅(slot die printing) 및 그라비어 프린팅(gravure printing) 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 방법으로 인쇄한 후, 일정 온도 이하에서 건조하여 형성한다.The
상기 제 2 투명전극층(6)은 진공 증착법, 박막 증착법, 스퍼터링(sputtering) 및 화학적 증착 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 방법으로 형성한다.The second
본 발명은 기존의 페로브스카이트 유-무기 하이브리드 태양전지는 공기 중의 수분과 페로브스카이트 층이 접촉하여 광흡수 능력 저하로 인한 효율감소에 따른 심각한 내구성 문제가 부각되는 반면, 본 발명에서는 기존에 하부 투명전극만 사용하던 것을 상부에도 투명전극을 도입함으로써, 양면 투명전극에 위치한 페로브스카이트는 공기 중의 수분과 접촉이 이뤄지지 않게 되어 광활성화층을 보호하고, 습도가 높은 상태에서도 지속적인 광 변환효율을 보여주는 내구성을 높이고 안전성을 획기적으로 개선된 새로운 구조의 유-무기 하이브리드 태양전지를 제조방법을 제공한다.In the present invention, the conventional perovskite organic-inorganic hybrid solar cell is in contact with the moisture in the air and the perovskite layer, resulting in a serious durability problem due to a reduction in efficiency due to a decrease in light absorption capacity. On the other hand, The perovskite located at the double-sided transparent electrode does not come into contact with the moisture in the air, thereby protecting the photoactive layer. Even when the humidity is high, the continuous photoelectric conversion efficiency To provide a method of manufacturing a new structure of an organic-inorganic hybrid solar cell with improved durability and remarkably improved safety.
또한 본 발명에 따른 유-무기 하이브리드 태양전지는 가장 상부전극으로 투명전극을 사용함으로써 제조단가를 낮추는 효과도 있다.The organic-inorganic hybrid solar cell according to the present invention also has the effect of lowering the manufacturing cost by using the transparent electrode as the uppermost electrode.
도 1은 종래의 일반적인 유-무기 하이브리드 태양전지의 모식도이다.
도 2는 종래의 일반적인 유-무기 하이브리드 태양전지의 제조 공정을 보여주는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유-무기 하이브리드 태양전지의 모식도이다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 유-무기 하이브리드 태양 전지의 제조 공정을 보여주는 개념도이다.
도 5a 내지 5f는 본 발명의 일 실시예에 따른 유-무기 하이브리드 태양 전지의 제조 공정을 순차적으로 보여주는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 비교예 1에 따른 유-무기 하이브리드 태양전지의 항온항습상태에서 보관시간에 따른 초기 광 변환효율과 시간에 따른 광 변환효율을 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 실시예 1에 따른 유-무기 하이브리드 태양전지의 항온항습상태에서 보관시간에 따른 초기 광 변환효율와 시간에 따른 광 변환효율을 도시한 것이다. 1 is a schematic diagram of a conventional conventional organic-inorganic hybrid solar cell.
FIG. 2 is a conceptual diagram showing a conventional manufacturing process of a conventional organic-inorganic hybrid solar cell.
FIG. 3 is a schematic diagram of a U-Inorganic Hybrid Solar Cell according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a conceptual view showing a manufacturing process of a U-inorganic hybrid solar cell according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 5A to 5F are cross-sectional views sequentially illustrating the manufacturing process of the organic-inorganic hybrid solar cell according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph showing the initial light conversion efficiency and the light conversion efficiency with time according to the storage time under the constant temperature and humidity conditions of the organic-inorganic hybrid solar cell according to Comparative Example 1 of the present invention.
FIG. 7 illustrates the initial light conversion efficiency and the light conversion efficiency with time according to the storage time under the constant temperature and humidity conditions of the organic-inorganic hybrid solar cell according to Example 1 of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유-무기 하이브리드 태양전지 및 그의 제조 방법을 상세히 설명한다. 이와 같은 도면 및 일 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위한 예로서 제공되는 것이며, 따라서 이러한 기재로 부터 다양한 수정 및 변경이 가능하다는 것을 알 수 있다. 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a fuel cell and a method of manufacturing the same according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. It can be seen that it is possible. In the drawings, the thicknesses of layers and regions are exaggerated for clarity.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유-무기 하이브리드 태양전지의 모식도를 나타낸 것이다.FIG. 3 is a schematic view of a U-Inorganic Hybrid Solar Cell according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면 본 발명에 따른 유-무기 하이브리드 태양전지(10)는 기판(substrate)(1), 상기 기판(1) 상에 증착되는 제 1 투명전극층(2), 상기 제 1 투명전극층(2) 상에 형성되는 전자 전달층(3), 상기 전자 전달층(3) 상에 형성되는 광활성화층(4), 상기 광활성화층(4) 상에 형성되는 정공 전달층(5), 상기 정공 전달층(5) 상에 형성되는 제 2 투명전극층(6) 등을 포함하여 구성된다.3, the organic-inorganic hybrid
태양전지 기판(1)은 PET(polyethylene terephthalate), PES(polyethersulfone), PS(polystyrene), PC(polycarbonate), PI(polyimide), PEN(polyethylene naphthalate) 및 PAR(polyarylate) 중에서 선택되는 어느 하나의 광투과성 플라스틱, 실리콘, 유리, 투명전극 또는 구리 박막을 포함하여 형성된 기판일 수 있다.The
제 1 투명전극층(2)은 산화주석(Tin oxide, SnO2), 인듐 함유 산화 주석(indium tin oxide, ITO), 불소 함유 산화주석(fluorine-doped tin oxide, FTO), 산화 인듐 아연(Indium Zinc Oxide, IZO), 알루미늄 함유 산화아연(Al-doped Zinc Oxide, AZO) 및 산화 인듐 아연 주석(Indium Zinc Tin Oxide, IZTO)을 포함하는 단일물질이거나 Cu를 이용한 다중층 구조(multi layer structure)를 사용할 수 있다. The first
전자 전달층(3)은 금속, 도전성 유기물 및 이들이 혼합된 것을 사용할 수 있으며, 특히 바람직하게는 반도체 나노입자로 구성된 반도체 산화물 일 수 있다. The
이러한 상기 반도체 산화물 상부에는 나노입자로 전자 전달층(3)을 형성할 수 있다. 여기서, 상기 전자 전달층(3)은 금속산화물 입자 또는 금속산화물 막대를 포함하는 열린 기공을 갖는 다공성 구조이며, 전자의 이동 경로를 제공한다.The
상기 전자 전달층(3)의 다공성 구조는 열린 기공 구조를 포함할 수 있으며, 일부 닫힌 기공구조를 더 포함할 수 있다. 상기 다공성 전자 전달층의 금속 산화물 입자의 기공에는 무기물 반도체가 위치하여 접하게 된다.The porous structure of the
상기 전자 전달층(3)은 Ti산화물, Zn산화물, In산화물, Sn산화물, W산화물, Nb산화물, Mo산화물, Mg산화물, Ba 산화물, Zr산화물, Sr산화물, Yr산화물, La산화물, V산화물, Al산화물, Y산화물, Sc산화물, Sm산화물, Ga산화물 및 SrTi산화물 중에서 선택되는 하나 이상의 물질일 수 있으며, 이들의 혼합물 또는 이들의 복합체(composite)일 수 있다.The
또한, 상기 전자 전달층(3)은 금속산화물 입자간 계면 접촉을 향상시키기 위하여 통상적으로 알려진 고팅층이 형성된 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 코팅층은 Ti산화물, Zn산화물, In산화물, Sn산화물, W산화물, Nb산화물, Mo산화물, Mg산화물, Ba산화물, Zr산화물, Sr산화물, Yr산화물, La산화물, V산화물, Al산화물, Y산화물, Sc산화물, Sm산화물, Ga산화물, SrTi산화물, 이들의 혼합물 및 이들의 복합물 중에서 하나 이상의 선택된 물질일 수 있으며, 금속산화물 입자간 계면 접촉의 향상을 위해 다공성 금속산화물의 공극을 메우지 않는 범위 내에서 코팅된 것일 수 있다.In addition, the
광활성화층(4)은 예컨대 페로브스카이트(Perovskite)가 사용될 수 있으며, 이러한 상기 광활성화층(4)은 반도체층으로 무기물 반도체와 유기물 반도체가 혼합된 혼합물을 포함하여 구성하게 된다. 따라서 무기물 반도체 물질의 특징을 가지면서도 저온에서 형성 가능한 유기물 반도체 물질을 제공할 수 있다.For example, perovskite may be used as the
정공 전달층(5)은 공액고분자 유기물 반도체로 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-pmethoxyphenylamine)-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.The hole transport layer 5 is formed of a conjugated polymer organic semiconductor such as poly [3-hexylthiophene] (P3HT), poly [2-methoxy-5- (3 ', 7'- dimethyloctyloxyl)] -1,4-phenylene poly (3-octyl thiophene), POT (poly (octyl thiophene)), poly (vinylidene chloride), vinylene, MEH-PPV Poly (3-decyl thiophene), poly (3-dodecyl thiophene), poly (p-phenylene vinylene), poly (9,9'-dioctylfluorene- butylphenyl) diphenyl amine), Polyaniline, Spiro-MeOTAD ([2,22 ', 7,77'-tetrkis (N, N-di-pmethoxyphenylamine) PCPDTBT (Poly [2,1,3-benzothiadiazole-4,7-diyl4,4-bis (2-ethylhexyl-4H-cyclopenta [ -diyl]], 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- 6-diyl) -tallow- (5-octylthieno [3,4-c] pyrrole-4,6-dione) -1,3-diyl), PFDTBT (poly [2,7- (9- ethylhexyl) -9-hexyl-fluorene) (PFO-DBT) (poly [2,7-9,9- (dioctyl) -5- (4 ', 7-di-2-thienyl-2', 1 ', 3'- benzothiadiazole)]) (2, 7-dioctylsilafluoro) - (4 ', 7'-di-2-thienyl-2', 1 ', 3'- benzothiadiazole)], PSiFDTBT 2,7-diyl-lower- (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-octylononyl) -9H-carbazole-2,7-diyl] -2,5-thiophenediyl-2,1,3-benzothiadiazole-4,7-diyl-2,5- , PFB (poly (9,9'-dioctylfluorene-co-bis (N, N '- (4, Poly (3,4-ethylenedioxythiophene), PEDOT (poly (3,4-ethylenedioxythiophene): poly (styrenesulfonate)), PTAA (poly (triarylamine) 4-butylphenyldiphenyl-amine) and copolymers thereof.
제 2 투명전극층(6)은 인듐 함유 산화 주석(indium tin oxide, ITO), 불소 함유 산화주석(fluorine tin oxide, FTO), 산화 인듐 아연(Indium Zinc Oxide, IZO), 알루미늄 함유 산화아연(Al-doped Zinc Oxide, AZO), 산화 인듐 아연 주석(Indium Zinc Tin Oxide, IZTO), 몰리브덴(Mo), ZnO-Ga2O3, ZnO-Al2O3, SnO2-Sb2O3, 주석계 산화물, 산화아연(Zinc Oxide) 및 이들의 조합들로 이루어지는 군으로부터 선택되는 물질을 함유하는 유리 또는 플라스틱 기재를 포함할 수 있다.The second
특히, 빅스바이트(bixbyite) 결정구조를 갖는 산화인듐(In2O3)에 약 5 내지 10% 정도의 산화주석(SnO2)이 포함된 화합물 반도체인 인듐 함유 산화 주석(indium tin oxide, ITO)가 바람직하게 사용될 수 있다.In particular, indium tin oxide (ITO), which is a compound semiconductor containing about 5 to 10% tin oxide (SnO 2 ) in indium oxide (In 2 O 3 ) having a bixbyite crystal structure, Can be preferably used.
도 4는 본 발명에 따른 유-무기 하이브리드 태양 전지의 제조 공정을 나타낸 것으로, 도시된 바와 같이 기판(1)을 준비하는 단계(S410), 기판(1)에 제 1 투명전극층(2)을 형성하는 단계(S420), 제 1 투명전극층(2) 상에 전자 전달층(3)을 형성하는 단계(S430), 상기 전자 전달층(3) 상에 광활성화층(4)을 형성하는 단계(S440), 상기 광활성화층(4) 상에 정공 전달층(5)을 형성하는 단계(S450), 및 상기 정공 전달층(5) 상에 제 2 투명전극층(6)을 형성하는 단계(S460)를 포함하여 수행된다.4A and 4B show a manufacturing process of the organic-inorganic hybrid solar cell according to the present invention. As shown in FIG. 4, preparing a substrate 1 (S410), forming a first
일 실시예에 따른 태양 전지의 제조 공정은 도 5a 내지 도 5f를 참고하여 다음과 같이 구체적으로 설명한다. A manufacturing process of a solar cell according to one embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 5A to 5F as follows.
도 5a에 나타낸 바와 같이 먼저 기판(1)을 준비하며(S410), 상기 기판(1)으로는 실리콘, 유리, 투명전극, 구리 박막이나 PET(polyethylene terephthalate), PES(polyethersulfone), PS(polystyrene), PC(polycarbonate), PI(polyimide), PEN(polyethylene naphthalate) 및 PAR(polyarylate) 중에서 선택되는 광투과성 플라스틱 등과 같은 다양한 재질의 기판들을 제한 없이 사용할 수 있다.Glass, a transparent electrode, a copper thin film, a polyethylene terephthalate (PET), a polyethersulfone (PES), a polystyrene (PS), or the like may be used as the
그리고 도 5b에서처럼 준비된 기판(1) 상에 제 1 투명전극층(2)을 형성한다(S420). 이때, 제 1 투명전극층(2)으로 사용되는 금속, 도전성 유기물 및 도전성 유기물이 혼합되어 사용하는 경우에 따라 그 증착 방법은 다르다.Then, a first
상기 제 1 투명전극층(2)으로써 금속을 사용하는 경우에는 예컨대 소정의 진공 챔버 내에서 진공 증착하는 진공 증착법, 박막 증착법, 스퍼터링(sputtering) 및 화학적 증착에 형성하는 방법 등을 통해 기판(1) 상에 증착할 수 있다.When a metal is used as the first
또한 기판(1)을 유기물 기판으로 사용하고 제 1 투명전극층(2)으로써 도전성 유기물 사용하는 경우에는 잉크젯 프린팅(ink-jet printing), 스크린 프린팅(screen printing), 오프셋 프린팅(offset printing), 슬로다이 프린팅(slot die printing) 및 그라비어 프린팅(gravure printing) 등 일반적으로 사용하는 다양한 인쇄 방법을 이용하여 인쇄한 후, 일정 온도 이하로 가열하여 용매를 증발시켜 제 1 투명전극층(2)을 형성할 수 있다.In the case where the
또한 제 1 투명전극층(2)으로써 도전성 유기물과 금속의 혼합물을 사용하는 경우에는 유기물 용액과 금속 분말을 혼합하여 혼합 용액을 형성하고, 이 혼합 용액을 잉크젯 프린팅(ink-jet printing), 스크린 프린팅(screen printing), 오프셋 프린팅(offset printing), 슬로다이 프린팅(slot die printing) 및 그라비어 프린팅(gravure printing) 등을 이용하여 기판(1) 상에 인쇄한 후에 일정 온도 이하로 가열하여 용매를 증발시키는 방법을 통해 제 1 투명전극층(2)을 형성할 수 있다.When a mixture of a conductive organic material and a metal is used as the first
그리고 도전성 유기물 용액이나 도전성 유기물과 금속의 혼합 용액을 이용하여 제 1 투명전극층(2)을 형성한 후에는 기판(1)에 일정 온도 이하로 가열하여 용매를 증발시킨다.After the first
도 5c는 제 1 투명전극층(2) 상에 전자 전달층(3)이 형성되는 것을 나타낸 것으로, 전자 전달층(3)은 물리적 증착(physical vapor deposition), 화학적 증착(chemical vapor deposition), 스핀 코팅(spin-coating), 담금법(dip-coating) 및 열증착(thermal evaporation)을 이용하여 형성될 수 있다.5C shows that the
상기 전자 전달층(3)은 다공성 구조이며, 상기와 같은 다공성 구조의 전자 전달층(3)은 본 발명에 따른 유-무기 하이브리트 태양전지 구조에서 반드시 포함되는 것은 아니며 필요에 따라 형성할 수 있고 형성하지 않아도 된다.The
예를 들어, 상기와 같은 다공성 구조의 전자 전달층(3)이 포함될 경우에는 이는 무기물 반도체 용액에 도전성의 반도체 무기물 분말을 혼합하여 혼합 용액을 형성한 후, 상기 혼합 용액을 예컨대 잉크젯 프린팅(ink-jet printing), 스크린 프린팅(screen printing), 오프셋 프린팅(offset printing), 슬로다이 프린팅(slot die printing) 및 그라비어 프린팅(gravure printing) 등을 이용하여 제 1 투명전극층(2) 상에 인쇄한 후 일정 온도 이하에서 가열하여 용매인 도전성 무기물 반도체 용액을 증발시켜 건조하는 방법을 통해 형성한다.For example, when the
그리고 도 5d에 나타낸 바와 같이 광활성화층(4)은 예컨대 스핀 코팅(spin-coating), 담금법(dip-coating), 스프레이 코팅(spray coating), 잉크젯 프린팅(ink-jet printing), 스크린 프린팅(screen printing), 오프셋 프린팅(offset printing), 슬로다이 프린팅(slot die printing) 및 그라비어 프린팅(gravure printing) 등 프린팅 방법을 이용하여 상기 다공성 전자 전달층(3) 상에 인쇄한 후 일정 온도 이하에서 가열하여 용매를 증발시켜 건조하는 방법으로 광활성화층(4)을 형성할 수 있다.As shown in FIG. 5D, the
그 다음, 도 5e에 나타낸 바와 같이, 상기 광활성화층(4)을 환원시키기 위한 목적으로 정공 전달층(5)을 형성한다(S450). 정공 전달층(5)은 예컨대 스핀 코팅(spin-coating), 담금법(dip-coating), 스프레이 코팅(spray coating), 잉크젯 프린팅(ink-jet printing), 스크린 프린팅(screen printing), 오프셋 프린팅(offset printing), 슬로다이 프린팅(slot die printing) 및 그라비어 프린팅(gravure printing) 등 인쇄 방법을 이용하여 상기 광활성화층(4) 상에 인쇄한 후 일정 온도 이하에서 가열하여 용매를 증발시켜 건조하는 방법으로 정공 전달층(5)을 형성할 수 있다.Then, as shown in FIG. 5E, a
도 5f에서처럼 정공 전달 물질층(5)상에 제 2 투명전극층(6)을 형성한다(S460). 이때, 제 2 투명전극층(6)으로 사용되는 금속, 도전성 유기물, 상기 금속과 상기 도전성 유기물이 혼합되어 사용하는 경우에 따라 그 증착방법은 다르다.5F, a second
상기 제 2 투명전극층(6)으로써 금속을 사용하는 경우에는 예컨대 소정의 진공 챔버 내에서 진공 증착하는 진공 증착법, 박막 증착법, 스퍼터링(sputtering) 및 화학적 증착에 형성하는 방법 등을 통해 기판(1) 상에 증착할 수 있다.When a metal is used as the second
또한 상기 제 2 투명전극층(6)으로써 도전성 유기물과 금속의 혼합물을 사용하는 경우에는 유기물 용액과 금속 분말을 혼합하여 혼합 용액을 형성하고, 이 혼합 용액을 잉크젯 프린팅(ink-jet printing), 스크린 프린팅(screen printing), 오프셋 프린팅(offset printing), 슬로다이 프린팅(slot die printing) 및 그라비어 프린팅(gravure printing) 등을 이용하여 기판(1) 상에 인쇄한 후에 일정 온도 이하로 가열하여 용매를 증발시키는 방법을 통해 제 2 투명전극층(6)을 형성할 수 있다.When a mixture of a conductive organic material and a metal is used as the second
그리고 도전성 유기물 용액이나 도전성 유기물과 금속의 혼합 용액을 이용하여 제 2 투명전극층(6)을 형성한 후에는 기판(1)에 일정 온도 이하로 가열하여 용매를 증발시킨다.After the second
태양빛이 입사되면 광양자는 먼저 광활성화층(4) 내의 광흡수 물질에 흡수되고, 이에 따라 광흡수 물질은 기저 상태(ground state)에서 여기 상태(excited state)로 전자가 전이하여 전자-정공 쌍으로 엑시톤(exiton)을 생성하며, 상기 여기 상태의 전자는 도너-억셉터 계면(D-A 계면)의 전도띠(conduction bend)로 주입될 수 있다. 상기 주입된 전자는 도너-억셉터 계면(D-A 계면)을 통하여 전자 절달층으로 전달되어 전류를 발생시키게 된다.When the sunlight is incident, the photon-absorbing material is first absorbed by the light-absorbing material in the photo-activating
본 발명에 따른 유-무기 하이브리드 태양전지(10)는 서로 대향하는 제 1 투명전극층(2)과 제 2 투명전극층(6)을 포함하며, 상기 다공성 전자 전달층(3) 하부에 제 1 투명전극층(2)이 형성되며, 상기 정공 전달층(5) 상에 제 2 투명전극층(6)이 형성된다.The organic-inorganic hybrid
상기 제 1 투명전극층(2) 및 제 2 투명전극층(6)은 상기 광활성화층(4) 내에서 생성되거나 상기 정공 전달층(5)에서 생성된 정공은 상기 정공 전달층(5)을 통해 상기 제 2 투명전극층(6)으로 이동하며, 상기 정공 전달층(5)에서 생성된 전자는 상기 광활성화층(4) 및 상기 다공성 전자 전달층(3)을 통해 제 1 투명전극층(2)으로 이동한다.The first
이하 본 발명의 유-무기 하이브리드 태양전지 및 이의 제조 방법을 실시예를 통하여 구체화하지만, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제시한 것일 뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.Hereinafter, the organic-inorganic hybrid solar cell of the present invention will be described in detail with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to the following examples. Various modifications and variations may be made thereto by those skilled in the art.
실시예 1은 기판으로 FTO(F-doped SnO2) 기판(7 ohms/cm2, Pilkington)을 1.5×1.5 cm 크기로 절단한 후, 한쪽 끝부분의 5 mm을 에칭(etching)하여 FTO를 제거하였다. 상기 세정된 기판을 부피비 기준으로 티타늄 아세틸아세톤(Titanium acetylacetone, Tiacac)과 에틸알코올(ethyl alcohol, EtOH)을 1:9로 혼합된 용액을 부분 열분해법을 이용하여 450 ℃ 온도의 열판위에서 수분간 골고루 코팅하면 70 nm 두께의 치밀막 이산화티탄(TiO2)을 기판 상에 얻게 된다.In Example 1, an FTO (F-doped SnO 2 ) substrate (7 ohms / cm 2 , Pilkington) was cut to a size of 1.5 × 1.5 cm and then 5 mm of one end was etched to remove FTO Respectively. The washed substrate was mixed with a mixture of titanium acetylacetone (Tiacac) and ethyl alcohol (EtOH) at a ratio of 1: 9 on a volume basis, using a partial pyrolysis method, Coating yields a dense film of titanium dioxide (TiO 2 ) on the substrate with a thickness of 70 nm.
이때, 상기 치밀막 이산화티탄(TiO2)을 형성하는 방법으로는 티타늄(Ti) 전구체 용액에 침전시키는 침전법, 이산화티탄(TiO2) 타겟을 이용한 스퍼터링 방법, 이산화티탄(TiO2) 나노입자가 분산된 용매를 스핀 코팅하는 방법 등이 이용될 수 있다. Examples of the method for forming the dense film titanium dioxide (TiO 2 ) include a precipitation method in which a titanium precursor solution is precipitated, a sputtering method using a titanium dioxide (TiO 2 ) target, a titanium dioxide (TiO 2 ) A method of spin-coating a dispersed solvent, and the like can be used.
그 다음으로 평균입경이 50nm인 이산화티탄(TiO2)을 포함하는 페이스트에 에탄올을 첨가하여 스핀 코팅 방법을 이용하여 치밀막 이산화티탄(TiO2) 상부에 코팅시키고, 공기 중 또는 산소 분위기에서 약 60분간 550 ℃에서 열처리를 실시하여 다공성 이산화티탄(TiO2) 박막을 제조하였다.Next, ethanol was added to the paste containing titanium dioxide (TiO 2 ) having an average particle diameter of 50 nm, and the resultant was coated on the dense film titanium dioxide (TiO 2 ) using a spin coating method. The porous titanium dioxide (TiO 2 ) thin film was prepared by performing heat treatment at 550 ° C. for a minute.
경우에 따라서는 상기 제조된 광활성화층 하부에 층들을 40 mM 사염화티탄(TiCl4)용액에 약 30분간 침적시킨 후 450 ℃온도로 열처리하여, 다공성 이산화티탄(TiO2) 입자들 간의 네트워크를 강화시켜 효율향상을 유도하기도 한다.In some cases, the layers are immersed in a solution of 40 mM titanium tetrachloride (TiCl 4 ) in the lower part of the prepared photoactive layer for about 30 minutes, and then heat-treated at 450 ° C. to strengthen the network between porous titanium dioxide (TiO 2 ) Thereby improving efficiency.
상기 이산화티탄(TiO2) 박막을 형성하는 방법으로는 스크린 프린팅(screen printing), 닥터블레이드 코팅 및 그라비아 프린팅(gravure printing) 등이 이용될 수 있다.As a method for forming the titanium dioxide (TiO 2 ) thin film, screen printing, doctor blade coating, gravure printing, or the like may be used.
한편, 본 발명에서 나타낼 유-무기 하이브리드 태양전지에서 광활성화층 하부층은 적층된 순서대로 기판, 제 1 투명전극층, 치밀막 이산화티탄(TiO2) 층, 다공성 이산화티탄(TiO2) 층으로 이루어져 있으나, 상기 다공성 이산화티탄(TiO2) 층은 유-무기 하이브리드 태양전지 광 변환효율을 향상시킬 목적으로 형성시킨 것이기 때문에 다공성 층이 없어도 유-무기 하이브리드 태양전지의 작동에는 문제가 없다.Meanwhile, in the organic-inorganic hybrid solar cell according to the present invention, the lower layer of the photoactive layer is composed of a substrate, a first transparent electrode layer, a dense titanium dioxide (TiO 2 ) layer, and a porous titanium dioxide (TiO 2 ) Since the porous titanium dioxide (TiO 2 ) layer is formed for the purpose of improving the light conversion efficiency of the organic-inorganic hybrid solar cell, there is no problem in operation of the organic-inorganic hybrid solar cell without the porous layer.
광활성화층 용액은 메틸암모늄아이오다이드(CH3NH3I)와 레드디아이오다이드(PbI2)를 1:1 몰비로 디메틸포름아마이드(N,N-dimethylformamide, DMF)에 용해한 후, 12시간을 교반하여 1.2M 또는 40중량%의 메틸암모늄레드트리아이오다이드(CH3NH3PbI3) 용액으로 광활성화층 용액을 제조하였다. The photoactive layer solution was prepared by dissolving methyl ammonium iodide (CH 3 NH 3 I) and red diazide (PbI 2 ) in a 1: 1 molar ratio in N, N-dimethylformamide (DMF) Was stirred to prepare a photoactive layer solution with 1.2 M or 40 wt% methyl ammonium red triiodide (CH 3 NH 3 PbI 3 ) solution.
상기 제조된 광활성화층 용액를 3000 rpm에서 100 초간 스핀 코팅을 한 후, 100 ℃의 온도 및 상압조건에서 10분 동안 건조하여 페로브스카이트 광활성화층을 형성하였다. 이후, 광활성화층 위에 정공 전달 물질로 Spiro-MeOTAD가 15 중량%가 용해된 디클로로벤젠 용액에 2.31 mg의 리튬비스마이드(LiTFSI)와 6.2 mg의 인산트리부틸(TBP)을 첨가한 후, 3000 rpm으로 60초간 스핀 코팅하여 다공성 구조의 전자 전달층을 형성하였다.The prepared photoactive layer solution was spin-coated at 3000 rpm for 100 seconds and then dried at 100 ° C and atmospheric pressure for 10 minutes to form a perovskite photoactive layer. Then, 2.31 mg of lithium bisimide (LiTFSI) and 6.2 mg of tributyl phosphate (TBP) were added to the dichlorobenzene solution in which 15% by weight of Spiro-MeOTAD was dissolved as a hole transport material on the photoactive layer, For 60 seconds to form an electron transport layer having a porous structure.
그리고 상기 정공 전달층의 상부에 인듐 함유 산화 주석(ITO)를 물리증착방법(physical vapor deposition) 방법을 활용하여 정공 전달층 상부 전면에 코팅하여 제 2 투명전극층을 형성하는 유-무기 하이브리드 태양전지를 제조할 수 있다.Inorganic hybrid solar cell in which indium-containing tin oxide (ITO) is coated on the upper surface of the hole transport layer using a physical vapor deposition method to form a second transparent electrode layer on the hole transport layer Can be manufactured.
한편, 본 발명의 비교예로는 상기 실시예 1에서 정공 전달층의 상부에 고진공(5×10-6 Torr 이하)의 열 증착기(thermal evaporator)를 이용하여 금(Au)을 100 nm 이하로 코팅하여 금속 전극층을 형성한 것만 다르고 나머지 구조는 상기 실시예 1과 동일한 유-무기 하이브리드 태양전지를 제조할 수 있다.On the other hand, as a comparative example of the present invention, gold (Au) was coated to a thickness of 100 nm or less using a thermal evaporator of high vacuum (5 × 10 -6 Torr or less) Inorganic hybrid solar cell having the same structure as that of the first embodiment except that the metal electrode layer is formed.
이하, 상기와 같은 방법으로 제조된 실시예 1과 비교예 1의 유-무기 하이브리드 태양전지를 25 ℃ 및 상대습도 55%의 항온항습 상태로 유지하면서 0(초기값), 10분, 30분, 1시간, 3시간, 6시간 간격으로 시간에 따른 광 변화효율 성능변화를 평가한 결과에 대하여 상세히 설명한다.The organic-inorganic hybrid solar cell of Example 1 and Comparative Example 1 prepared as described above was maintained at 0 (initial value), 10 minutes, 30 minutes, and 30 minutes while maintaining the constant temperature and humidity conditions at 25 DEG C and a relative humidity of 55% The results of evaluating the change in the light change efficiency with time at intervals of 1 hour, 3 hours, and 6 hours will be described in detail.
도 6, 표 1은 비교예 1에서 노출시간에 따른 유-무기 하이브리드 태양전지 광 변환효율 성능변화 결과를 나타낸 것으로, 도 8에 도시된 그래프에서 'Voc'는 개방전압, 'Jsc'는 단락전류밀도, 'FF'는 충진율 및 'Eff'는 변환효율을 의미한다.6 and Table 1 show the results of the photoelectric conversion efficiency change of the organic-inorganic hybrid solar cell according to the exposure time in Comparative Example 1. In the graph shown in FIG. 8, 'Voc' is the open voltage and 'Jsc' Density, 'FF' is the filling rate, and 'Eff' is the conversion efficiency.
(mA/cm2)Short circuit current density
(mA / cm 2 )
(V)Open-circuit voltage
(V)
상기 표 1에서 볼 수 있듯이, 금속 전극층을 가지고 있는 종래 구조의 유-무기 하이브리드 태양전지의 경우 광 변환효율이 일시적으로 증가하는 현상을 보이다가 6시간이 지나면 초기효율 대비 49% 정도가 감소하는 것을 볼 수 있다. 이는 광활성화층을 구성하고 있는 페로브스카이트가 공기 중의 수분과 반응하여 광흡수 기능역할이 점점 약해지는 것으로 분석된다. As shown in Table 1, in the conventional structure of the conventional organic-inorganic hybrid solar cell having the metal electrode layer, the photoconversion efficiency is temporarily increased, and after about 6 hours, about 49% can see. It is analyzed that the perovskite which constitutes the photoactive layer reacts with the moisture in the air and the light absorbing function gradually weakens.
도 7, 표 2는 본 발명의 실시예 1에서 노출시간에 따른 유-무기 하이브리드 태양전지 광 변환효율 성능변화 결과를 나타낸 것으로, 상기 도 8에서와 마찬가지로 도 9에서도 도시된 그래프에서 'Voc'는 개방전압, 'Jsc'는 단락전류밀도, 'FF'는 충진율 및 'Eff'는 변환효율을 의미한다.7 and Table 2 show the results of the photo-conversion efficiency change of the organic-inorganic hybrid solar cell according to the exposure time in Example 1 of the present invention. In the graph shown in FIG. 9 as in FIG. 8, 'Voc' Open voltage, 'Jsc' is the short circuit current density, 'FF' is the filling rate, and 'Eff' is the conversion efficiency.
(mA/cm2)Short circuit current density
(mA / cm 2 )
(V)Open-circuit voltage
(V)
상기 표 2 에서 볼 수 있듯이, 본 발명에 따른 가장 상부층으로 또 다른 투명전극을 사용하는 유-무기 하이브리드 태양전지의 경우, 광 변환효율은 금속전극을 사용하는 경우와 비교하여 초기 값은 큰 변화가 없으며, 장시간 수분이 있는 공기 중에 노출하였을 경우 6시간이 지나도 광 변환효율은 초기 값에 비하여 2% 이하로 감소하는 것을 알 수 있다.As can be seen from Table 2, in the case of the organic-inorganic hybrid solar cell using another transparent electrode as the uppermost layer according to the present invention, the photoelectric conversion efficiency has a large change in initial value as compared with the case of using a metal electrode And the photoconversion efficiency decreased to 2% or less compared to the initial value after 6 hours when exposed to air having a long period of water content.
이와 같이 본 발명에 따른 유-무기 하이브리드 태양전지는 금속전극을 대신하여 넓은 분야의 투명전극을 사용하여 25 ℃ 및 상대습도 55%의 상태로 100시간 동안 방치하였을 때 초기 대비 50%가 유지될 수 있고, 또한 금속전극을 사용한 경우에 비교하여 80%의 안정성이 유지된다.As described above, when the organic-inorganic hybrid solar cell according to the present invention is left for 100 hours at 25 DEG C and 55% relative humidity using a wide range of transparent electrodes instead of the metal electrode, the initial 50% And a stability of 80% is maintained as compared with the case of using a metal electrode.
이는 광활성화층을 구성하고 있는 페로브스카이트 박막이 가장 상부층에 형성된 제 2 투명전극층에 의해서 공기 중의 수분과 직접적으로 반응하지 못하게 하여 광 변환효율이 안정적으로 유지되는 것으로 볼 수 있다.It can be seen that the perovskite thin film constituting the photoactive layer is prevented from directly reacting with moisture in the air by the second transparent electrode layer formed on the uppermost layer, and the photo-conversion efficiency is stably maintained.
이상과 같이 본 발명은 양호한 실시예에 근거하여 설명하였지만, 이러한 실시예는 본 발명을 제한하려는 것이 아니라 예시하는 것이므로, 본 발명이 속하는 기술분야의 숙련자라면 본 발명의 기술사상을 벗어남이 없이 위 실시예에 대한 다양한 변화나 변경 또는 조절이 가능한 것이다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술되는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다. While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Various changes, modifications or adjustments to the example are possible. Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, fall within the scope of the present invention .
1 : 기판
2 : 제 1 투명전극층
3 : 전자 전달층
4 : 광활성화층
5 : 정공 전달층
6 : 제 2 투명전극층
10 : 유-무기 하이브리드 태양전지
11 : 종래의 기판
12 : 종래의 투명전극
13 : 종래의 전자 전달층
14 : 종래의 광활성화층
15 : 종래의 정공 전달층
16 : 종래의 금속전극
20 : 종래의 태양전지1: substrate
2: first transparent electrode layer
3: electron transport layer
4: photoactivating layer
5: hole transport layer
6: second transparent electrode layer
10: Yu-In-Hybrid Hybrid Solar Cell
11: Conventional substrate
12: Conventional transparent electrode
13: Conventional electron transport layer
14: Conventional photoactive layer
15: Conventional hole transport layer
16: Conventional metal electrode
20: Conventional solar cell
Claims (16)
상기 기판(1) 상에 형성되는 제 1 투명전극층(2);
상기 제 1 투명전극층(2) 상에 형성되며 다공성 치밀막 전자 전달층(3);
상기 전자 전달층(3) 상에 형성되는 광활성화층(4);
상기 광활성화층(4) 상에 적층되는 정공 전달층(5); 및
상기 정공 전달 물질층(5) 상에 형성되며, 제 1 투명전극층(2)에 대향하는 제 2 투명전극층(6);을 포함하는 것을 특징으로 하는 유-무기 하이브리드 태양전지.A substrate 1;
A first transparent electrode layer (2) formed on the substrate (1);
A porous dense film electron transport layer (3) formed on the first transparent electrode layer (2);
A photoactive layer (4) formed on the electron transport layer (3);
A hole transport layer (5) laminated on the photoactive layer (4); And
And a second transparent electrode layer (6) formed on the hole transporting material layer (5) and facing the first transparent electrode layer (2).
기판(1) 상에 제 1 투명전극층(2)을 형성하는 단계;
상기 제 1 투명전극층(2) 상에 전자 전달층(3)을 형성하는 단계;
상기 전자 전달층(3) 상에 광활성화층(4)을 형성하는 단계;
상기 광활성화층(4) 상에 정공 전달층(5)을 형성하는 단계; 및
상기 정공 전달층(5) 상에 제 2 투명전극층(6)을 형성하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 유-무기 하이브리드 태양전지의 제조 방법.Preparing a substrate (1);
Forming a first transparent electrode layer (2) on a substrate (1);
Forming an electron transport layer (3) on the first transparent electrode layer (2);
Forming a photoactive layer (4) on the electron transport layer (3);
Forming a hole transport layer (5) on the photoactive layer (4); And
Forming a second transparent electrode layer (6) on the hole transport layer (5); Wherein the organic solar cell is a silicon solar cell.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150140032A KR20170040708A (en) | 2015-10-05 | 2015-10-05 | High stability of organic-inorganic hybrid photovoltaic cell Using double layer transparent electrode and method for manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150140032A KR20170040708A (en) | 2015-10-05 | 2015-10-05 | High stability of organic-inorganic hybrid photovoltaic cell Using double layer transparent electrode and method for manufacturing the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20170040708A true KR20170040708A (en) | 2017-04-13 |
Family
ID=58580079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020150140032A KR20170040708A (en) | 2015-10-05 | 2015-10-05 | High stability of organic-inorganic hybrid photovoltaic cell Using double layer transparent electrode and method for manufacturing the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20170040708A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108987586A (en) * | 2017-06-02 | 2018-12-11 | 颜步 | A kind of perovskite solar cell module and preparation method thereof |
| CN110982350A (en) * | 2019-12-24 | 2020-04-10 | 武汉理工大学 | Composite screen printing transparent conductive ink and preparation method thereof |
| CN111490166A (en) * | 2020-04-24 | 2020-08-04 | 电子科技大学 | Flexible perovskite photoelectric detector based on novel polymer hole transport layer and preparation method thereof |
| WO2022010147A1 (en) * | 2020-07-08 | 2022-01-13 | 한화솔루션 주식회사 | Method for manufacturing perovskite solar cell and perovskite solar cell manufactured thereby |
| KR20230100157A (en) * | 2021-12-28 | 2023-07-05 | 주식회사 메카로에너지 | Perovskite solar cell with energy conversion efficiency |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101373815B1 (en) | 2013-01-10 | 2014-03-12 | 한국화학연구원 | Highly stable inorganic-organic hybrid solar cells |
-
2015
- 2015-10-05 KR KR1020150140032A patent/KR20170040708A/en active Search and Examination
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101373815B1 (en) | 2013-01-10 | 2014-03-12 | 한국화학연구원 | Highly stable inorganic-organic hybrid solar cells |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Burschka J, Pellet N, Moon SJ, Humphry-Baker R, Gao P, Nazeeruddin MK and Gratzel M. Sequential deposition as a route to high-performance perovskite-sensitized solar cells. Nature, 499, 316-319 (2013) |
| Jeon NJ, Noh JH, Kim YC, Yang WS, Ryu S, Seok SI. Solvent engineering for high-performance inorganic-organic hybrid perovskite solar cells. Nat. Mater., 13, 897-903 (2014) |
| Lee MM, Teuscher J, Miyasaka T, Murakami TN and Snaith HJ. Efficient hybrid solar cells based on meso-superstructured organometal halide perovskites. Science, 338, 643-647 (2012) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108987586A (en) * | 2017-06-02 | 2018-12-11 | 颜步 | A kind of perovskite solar cell module and preparation method thereof |
| CN110982350A (en) * | 2019-12-24 | 2020-04-10 | 武汉理工大学 | Composite screen printing transparent conductive ink and preparation method thereof |
| CN110982350B (en) * | 2019-12-24 | 2021-06-08 | 武汉理工大学 | Composite screen printing transparent conductive ink and preparation method thereof |
| CN111490166A (en) * | 2020-04-24 | 2020-08-04 | 电子科技大学 | Flexible perovskite photoelectric detector based on novel polymer hole transport layer and preparation method thereof |
| WO2022010147A1 (en) * | 2020-07-08 | 2022-01-13 | 한화솔루션 주식회사 | Method for manufacturing perovskite solar cell and perovskite solar cell manufactured thereby |
| KR20220006264A (en) * | 2020-07-08 | 2022-01-17 | 한화솔루션 주식회사 | Matufacturing method for perovskite solar cell and perovskite solar cell manufactured by the same method |
| KR20230100157A (en) * | 2021-12-28 | 2023-07-05 | 주식회사 메카로에너지 | Perovskite solar cell with energy conversion efficiency |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Lian et al. | Electron‐transport materials in perovskite solar cells | |
| Yan et al. | Hole‐transporting materials in inverted planar perovskite solar cells | |
| KR101949641B1 (en) | Perovskite compound, preparing method thereof, and solar cell comprising the same | |
| Ke et al. | Efficient fully-vacuum-processed perovskite solar cells using copper phthalocyanine as hole selective layers | |
| US10546697B2 (en) | Solar cell having light-absorbing structure | |
| US20170125171A1 (en) | Organic-inorganic hybrid solar cell | |
| EP2560212A2 (en) | Method for manufacturing a nanostructured inorganic/organic heterojunction solar cell | |
| US20120312375A1 (en) | All-Solid-State Heterojunction Solar Cell | |
| KR101753643B1 (en) | Tin-based perovskite solar cell, and preparing method thereof | |
| KR20170040708A (en) | High stability of organic-inorganic hybrid photovoltaic cell Using double layer transparent electrode and method for manufacturing the same | |
| KR100927721B1 (en) | Photoelectric conversion device and manufacturing method thereof | |
| KR101462025B1 (en) | Inorganic-Orgaic Hybrid Light Harvesters of Perovskite Structure and Fabrication of Solar Cells Using Thereof | |
| KR101543438B1 (en) | Perovskite solar cell and preparing method thereof | |
| KR20150124913A (en) | Organic solar cell and method for manufacturing the same | |
| KR101609588B1 (en) | Coating composition for manufacturing photoactive layer and method for manufacturing solar cell usng the same | |
| KR101033304B1 (en) | Light emitting organic photovoltaic cells and mathod of manufacturing the same | |
| KR101863866B1 (en) | Perovskite solar cell with excellent photo-stability, and method of manufacturing the same | |
| KR101862920B1 (en) | Compound of perovskite structure, solar cell and thin film transister using the same | |
| KR101098792B1 (en) | Organic Solar Cells with biphenyl compounds | |
| KR20140012224A (en) | Tandem solar cells comprising a transparent conducting intermediate layer and fabrication methods thereof | |
| US20110272028A1 (en) | Organic solar cell and method of manufacturing the same | |
| KR101373815B1 (en) | Highly stable inorganic-organic hybrid solar cells | |
| EP2538452A2 (en) | All-solid-state heterojunction solar cell | |
| KR101999679B1 (en) | Fabrication Method of Perovskite Solar Cell | |
| KR102653820B1 (en) | method for tandem perovskite solar cell module |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| AMND | Amendment |