KR20170114853A - photoactive layer for photovoltaic cell, photovoltaic cell including thereof, and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명의 태양전지용 광활성층은 양자점을 포함하는 제1광활성층, 상기 제1광활성층 상에 배치되고 제1금속산화물층/금속층/제2금속산화물층이 순차적으로 적층된 중간층, 및 상기 중간층 상에 배치되고, 공액 고분자(conjugated polymer) 및 풀러렌(fullerene) 유도체를 포함하는 제2광활성층을 포함함에 따라, 다른 흡수 대역을 가진 광활성층 간의 계면 특성 및 결합일치 정도를 향상시켜 태양전지의 광전변환 효율을 향상시킬 수 있다.The photoactive layer for a solar cell of the present invention includes a first photoactive layer including a quantum dot, an intermediate layer disposed on the first photoactive layer and having a first metal oxide layer / a metal layer / a second metal oxide layer sequentially stacked, And a second photoactive layer including a conjugated polymer and a fullerene derivative so as to improve the interface characteristics and the degree of matching between the photoactive layers having different absorption bands, The efficiency can be improved.
Description
본 발명은 태양전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양전지용 광활성층, 이를 포함하는 태양전지, 및 이들의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a solar cell, and more particularly, to a photoactive layer for a solar cell, a solar cell including the same, and a method of manufacturing the same.
최근 대체에너지 개발에 대한 관심이 높아지면서 태양전지 개발에도 많은 연구가 이루어지고 있다. 태양전지는 빛 에너지를 직접 전기 에너지로 변환시키는 반도체 소자로서, 빛을 흡수하는 두 개 이상의 반도체 물질 층으로 구성된다. 상기 태양전지는 p-n 접합을 이루는 반도체 다이오드에 빛을 조사하면 광자가 흡수되어 전자/정공쌍이 생성되고 두 개의 다른 물질의 접합부에서 전위차가 발생함으로써 전류가 흐르게 된다.Recently, as interest in alternative energy development has increased, much research has been done on solar cell development. A solar cell is a semiconductor device that converts light energy directly into electrical energy. It consists of two or more layers of semiconductor material that absorb light. In the solar cell, when a semiconductor diode forming a p-n junction is irradiated with light, a photon is absorbed to generate an electron / hole pair, and a potential difference is generated at a junction of two different materials.
태양전지는 광활성층의 구성 물질에 따라 크게 무기물 태양전지 또는 유기물 태양전지로 구분할 수 있다. 종래의 태양전지는 단결정 또는 다결정 실리콘 태양전지가 대부분이었으나, 최근 실리콘 소재의 공급 불안정화가 심화되어, 수급 불균형에 따른 고비용 문제가 발생하고 있어 이를 대체하기 위한 새로운 태양전지를 개발하고 있다.Solar cells can be classified into inorganic solar cells or organic solar cells according to the material of the photoactive layer. Conventionally, most of the solar cells are monocrystalline or polycrystalline silicon solar cells. However, recently, unstable supply of silicon materials has intensified, and high cost problems have arisen due to unbalanced supply and demand, and a new solar cell is being developed to replace them.
한편, 탠덤 태양전지(Tandem solar cell)는 서로 다른 광학 밴드갭(Optical bandgap)을 갖는 물질을 2층 이상으로 형성한 구조를 갖는다. 탠덤 태양전지는 빛의 입사면에 가까운 부분에 넓은 밴드갭을 갖는 물질을 포함하는 반도체층(Top cell)이 구비되고, 빛의 입사면에서 먼 부분에 상대적으로 좁은 밴드갭을 갖는 물질을 포함하는 반도체층(Bottom up)이 삽입된 구조를 갖는다.On the other hand, a tandem solar cell has a structure in which two or more materials having different optical bandgaps are formed. The tandem solar cell includes a semiconductor layer (Top cell) including a material having a wide bandgap near the incident surface of light and a material having a relatively narrow bandgap at a portion far from the incident surface of the light And a structure in which a semiconductor layer (bottom up) is inserted.
이러한 태양전지 대안으로서, 유기재료와 무기재료를 혼용한 이종접합 구조를 갖는 유/무기 복합 탠덤 태양전지에 대한 연구가 수행되었다. 상기 유/무기 복합 탠덤 태양전지는 유기물질 및 무기물질의 장점에 의해 각각 단점을 상호 보완함으로써 태양전지의 광전변환효율 및 사용수명을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.As an alternative to such a solar cell, research has been conducted on an organic / inorganic composite tandem solar cell having a heterojunction structure in which an organic material and an inorganic material are mixed. The organic / inorganic hybrid tandem solar cell has the advantages of improving the photoelectric conversion efficiency and service life of the solar cell by complementing the disadvantages of the organic and inorganic materials.
하지만, 상기 탠덤 태양전지는 다른 흡수 대역을 가진 광활성층을 사용함으로써 태양광의 스펙트럼을 효율적으로 흡수하여 태양전지의 광전변환 효율을 향상시킨다. 하지만, 실제로 다른 흡수 대역을 가진 광활성층을 단순히 조합하는 것만으로는 광전변환 효율을 향상시키는데 어려움이 있다. 따라서, 다른 흡수 대역을 가진 광활성층 간의 계면 특성 및 결합일치 정도를 향상시켜 태양전지의 광전변환 효율을 향상시킬 수 있는 탠덤 태양전지의 개발이 절실한 실정이다.However, the tandem solar cell efficiently absorbs the spectrum of sunlight by using the photoactive layer having a different absorption band, thereby improving the photoelectric conversion efficiency of the solar cell. However, it is difficult to improve the photoelectric conversion efficiency merely by merely combining the photoactive layer having different absorption bands. Therefore, there is an urgent need to develop a tandem solar cell capable of improving the photoelectric conversion efficiency of a solar cell by improving the interface characteristics and degree of matching between the photoactive layers having different absorption bands.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 서로 다른 흡수 대역을 가진 광활성층 간의 계면 특성 및 결합일치 정도를 향상시켜 태양전지의 광전변환 효율을 향상시킬 수 있는 태양전지용 광활성층, 이의 제조방법, 이를 포함하는 태양전지, 및 이를 포함하는 태양전지의 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been devised to solve the problems described above, and it is an object of the present invention to provide a photoactive layer for a solar cell capable of improving the photoelectric conversion efficiency of a solar cell by improving the interface characteristics and the degree of matching between the photoactive layers having different absorption bands, , A solar cell including the same, and a method of manufacturing a solar cell including the same.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 태양전지용 광활성층에 관한 것으로서, 양자점을 포함하는 제1광활성층; 상기 제1광활성층 상에 배치되고 제1금속산화물층, 금속층, 및 제2금속산화물층이 순차적으로 적층된 중간층; 및 상기 중간층 상에 배치되고, 공액 고분자(conjugated polymer) 및 풀러렌(fullerene) 유도체를 포함하는 제2광활성층;을 포함한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a photoactive layer for a solar cell, comprising: a first photoactive layer including quantum dots; An intermediate layer disposed on the first photoactive layer and including a first metal oxide layer, a metal layer, and a second metal oxide layer sequentially stacked; And a second photoactive layer disposed on the intermediate layer and comprising a conjugated polymer and a fullerene derivative.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 제1광활성층 및 상기 제2광활성층은 직렬연결될 수 있다.In one preferred embodiment of the present invention, the first photoactive layer and the second photoactive layer may be connected in series.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 양자점은 PbS, PbSe, PbTe, CdS, CdSe, InP, InAs 및 CdTe로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.In one preferred embodiment of the present invention, the quantum dot may include at least one selected from the group consisting of PbS, PbSe, PbTe, CdS, CdSe, InP, InAs and CdTe.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 양자점은 PbS이고, 상기 PbS는 티오알킬설파닐(Thio(alkyl)sulfanyl)기, 테트라알킬암모늄(tetra(alkyl))염, 요오드화 이온(iodide ion), 브롬화 이온(bromide ion), 및 염소 이온(chloride ion)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이 리간드로서 표면에 결합될 수 있다.In one preferred embodiment of the present invention, the quantum dot is PbS, and the PbS is a thioalkyl sulfanyl group, a tetra (alkyl) salt, an iodide ion, At least one selected from the group consisting of bromide ion and chloride ion may be bonded to the surface as a ligand.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 공액고분자는 PTB7, P3HT 및 PCDTBT 를 비롯한 p형 고분자 군에서 하나 또는 그 외 n형 고분자로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하고, 상기 풀러렌 유도체는 PCBM, PC71BM, C60 일 수 있다.In one preferred embodiment of the present invention, the conjugated polymer includes at least one member selected from the group consisting of one or other n-type polymers in the p-type polymer group including PTB7, P3HT and PCDTBT, , PC 71 BM, C 60 .
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 공액고분자는 PTB7이고, 상기 풀러렌 유도체는 PC71BM일 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the conjugated polymer may be PTB7 and the fullerene derivative may be PC 71 BM.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 공액고분자 및 풀러렌 유도체의 중량비는 1 : 1 ~ 2일 수 있다. In one preferred embodiment of the present invention, the weight ratio of the conjugated polymer to the fullerene derivative may be 1: 1-2.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 제1광활성층의 두께는 60 ~ 100 nm이고, 상기 제2광활성층의 두께는 70 nm 이상일 수 있다. In one preferred embodiment of the present invention, the thickness of the first photoactive layer is 60 to 100 nm, and the thickness of the second photoactive layer is 70 nm or more.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 제1금속산화물층 및 상기 제2금속산화물층의 두께는 10 ~ 30 nm이고, 상기 금속층의 두께는 0.1 ~ 3.0 nm일 수 있다.In one preferred embodiment of the present invention, the first metal oxide layer and the second metal oxide layer may have a thickness of 10 to 30 nm and the metal layer may have a thickness of 0.1 to 3.0 nm.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 금속층의 두께는 0.5 ~ 1.5 nm일 수 있다. In one preferred embodiment of the present invention, the thickness of the metal layer may be 0.5 to 1.5 nm.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 제1금속산화물층은 MoOx을 포함하고, 상기 금속층은 Au을 포함하고, 및 상기 제2금속산화물층은 ZnO을 포함할 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the first metal oxide layer includes MoO x , the metal layer includes Au, and the second metal oxide layer may include ZnO.
본 발명의 다른 측면은 태양전지에 관한 것으로서, 제1전극; 상기 제1전극 상에 배치되고, 본 발명의 양자점-유기재료 복합 탠덤 태양전지용 광활성층; 및 상기 광활성층 상에 배치되는 제2전극을 포함한다.Another aspect of the present invention relates to a solar cell, comprising: a first electrode; A photoactive layer disposed on the first electrode for the quantum dot-organic material composite tandem solar cell of the present invention; And a second electrode disposed on the photoactive layer.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 제1전극 및 상기 광활성층 사이에 배치되는 전자전달층을 더 포함할 수 있다. As a preferred embodiment of the present invention, an electron transport layer may be further disposed between the first electrode and the photoactive layer.
본 발명의 다른 측면은 태양전지용 광활성층의 제조방법에 관한 것으로서, 양자점을 포함하는 제1광활성층을 형성하는 단계; 상기 제1광활성층 상에 제1금속산화물층, 금속층, 및 제2금속산화물층이 순차적으로 적층하여 중간층을 형성하는 단계; 및 상기 중간층 상에 공액 고분자(conjugated polymer) 및 풀러렌(fullerene) 유도체를 포함하는 제2광활성층을 형성하는 단계;를 포함한다.Another aspect of the present invention relates to a method of manufacturing a photoactive layer for a solar cell, comprising: forming a first photoactive layer including quantum dots; Forming an intermediate layer by sequentially laminating a first metal oxide layer, a metal layer, and a second metal oxide layer on the first photoactive layer; And forming a second photoactive layer including a conjugated polymer and a fullerene derivative on the intermediate layer.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 제1금속산화물층은 MoOx을 포함하고, 상기 금속층은 Au을 포함하고, 및 상기 제2금속산화물층은 ZnO을 포함할 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the first metal oxide layer includes MoOx, the metal layer includes Au, and the second metal oxide layer may include ZnO.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 제1광활성층을 형성하는 단계는, 상기 제1전극 상에 PbS 양자점을 함유하는 용액을 코팅하여 PbS 양자점층을 형성하는 단계; 상기 PbS 양자점층을 EDT(1,2-Ethanedithiol) 용액 및 TBAI(tetrabutylammonium iodide) 용액을 포함하는 리간드 용액에 침지시켜 PbS 양자점층의 표면에서 리간드를 결합시키는 단계; 및 상기 리간드가 결합된 PbS 양자점층을 세척하는 단계를 포함할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the forming the first photoactive layer may include: coating a solution containing a PbS quantum dot on the first electrode to form a PbS quantum dot layer; Immersing the PbS quantum dot layer in a ligand solution containing EDT (1,2-Ethanedithiol) solution and TBAI (tetrabutylammonium iodide) solution to bind the ligand on the surface of the PbS quantum dot layer; And washing the ligand bound PbS quantum dot layer.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 EDT(1,2-Ethanedithiol) 용액 및 TBAI(tetrabutylammonium iodide) 용액의 농도 몰비는 1 : 0.1 ~ 10일 수 있다.In one preferred embodiment of the present invention, the concentration molar ratio of the EDT (1,2-Ethanedithiol) solution and the TBAI (tetrabutylammonium iodide) solution may be 1: 0.1-10.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 제1광활성층을 형성하는 단계, 상기 중간층을 형성하는 단계, 및 상기 제2광활성층을 형성하는 단계는 스핀코팅법(spin coating), 슬릿코팅법(slit coating), 드럽캐스팅법(drop casting), 딥케스팅법(dip casting), 잉크젯법(ink jet), 프린팅법(printing) 및 임프린트법(imprint)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 용액공정에 의해 수행될 수 있다. As a preferred embodiment of the present invention, the step of forming the first photoactive layer, the step of forming the intermediate layer, and the step of forming the second photoactive layer may be performed by a spin coating method, a slit coating method a solution containing at least one selected from the group consisting of a coating, a drop casting, a dip casting, an ink jet, a printing, and an imprint Process. ≪ / RTI >
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 제1광활성층을 형성하는 단계 및 상기 제2광활성층을 형성하는 단계는 20 ~ 30 ℃의 온도 및 대기압의 압력에서 수행될 수 있다. As a preferred embodiment of the present invention, the step of forming the first photoactive layer and the step of forming the second photoactive layer may be performed at a temperature of 20 to 30 캜 and a pressure of atmospheric pressure.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 상기 제2광활성층을 형성하는 단계에서, 상기 공액고분자 및 풀러렌 유도체의 중량비는 1 : 1 ~ 2일 수 있다.In one preferred embodiment of the present invention, the weight ratio of the conjugated polymer to the fullerene derivative may be 1: 1 to 2 in the step of forming the second photoactive layer.
본 발명의 또 다른 측면은 양자점-유기재료 복합 탠덤 태양전지의 제조방법을 제공한다. 상기 제조방법은 제1전극을 준비하는 단계; 상기 제1전극 상에 졸-겔(sol-gel) 공정에 의해 전자전달층을 형성하는 단계; 상기 전자전달층 상에 본 발명의 태양전지용 광활성층의 제조방법에 의해 광활성층을 형성하는 단계; 및 상기 광활성층 상에 제2전극을 형성하는 단계를 포함한다.Another aspect of the present invention provides a method for manufacturing a quantum dot-organic composite tandem solar cell. The method includes: preparing a first electrode; Forming an electron transport layer on the first electrode by a sol-gel process; Forming a photoactive layer on the electron transporting layer by the method for manufacturing a photoactive layer for a solar cell according to the present invention; And forming a second electrode on the photoactive layer.
본 발명에 의한 태양전지용 광활성층, 이를 포함하는 태양전지, 및 이들의 제조방법을 따르면 서로 다른 흡수 대역을 가진 광활성층 간의 계면 특성 및 결합일치 정도를 향상시켜 태양전지의 광전변환 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the photoactive layer for a solar cell, the solar cell including the same, and the manufacturing method thereof according to the present invention, it is possible to improve the photoelectric conversion efficiency of the solar cell by improving the interface characteristics and the degree of matching between the photoactive layers having different absorption bands There is an effect.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 태양전지의 모식도(a) 및 단면 SEM 사진(b)이다.1 is a schematic view (a) and a sectional SEM photograph (b) of a solar cell according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지용 광활성층에 대해 설명한다.First, a photoactive layer for a solar cell according to an embodiment of the present invention will be described.
본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지용 광활성층은 제1광활성층, 상기 제1광활성층 상에 배치된 중간층, 및 상기 중간층 상에 배치된 제2광활성층을 포함한다.The photoactive layer for a solar cell according to an embodiment of the present invention includes a first photoactive layer, an intermediate layer disposed on the first photoactive layer, and a second photoactive layer disposed on the intermediate layer.
상기 제1광활성층은 양자점을 포함한다. 상기 양자점은 PbS, PbSe, PbTe, CdS, CdSe, InP, InAs 및 CdTe로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 또한, 바람직하게는 상기 양자점은 PbS이고, 상기 PbS는 콜로이드상 양자점일 수 있다. 상기 PbS의 경우 후술되는 중간층, 및 제2광활성 물질과의 계면특성이 우수하기 때문에 광전변환효율을 더욱 향상시킬 수 있다. 상기 PbS가 콜로이드상 양자점일 경우 양자점의 크기가 균일하여 전기적 특성이 향상될 수 있다.The first photoactive layer includes a quantum dot. The quantum dot may include at least one selected from the group consisting of PbS, PbSe, PbTe, CdS, CdSe, InP, InAs and CdTe. Also preferably, the quantum dot is PbS and the PbS may be a colloidal quantum dot. In the case of PbS, since the interface characteristics with the intermediate layer and the second photoactive material, which will be described later, are excellent, the photoelectric conversion efficiency can be further improved. When the PbS is a colloidal quantum dot, the quantum dots are uniform in size and electrical characteristics can be improved.
또한, 상기 PbS는 표면에 티오알킬설파닐(Thio(alkyl)sulfanyl)기, 테트라알킬암모늄(tetra(alkyl))염, 요오드화 이온(iodide ion), 브롬화 이온(bromide ion), 및 염소 이온(chloride ion)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이 리간드 결합될 수 있다. 이때, 상기 티오알킬설파닐의 알킬기는 C1 ~ C5 중 어느 하나일 수 있고, 바람직하게는 C1 ~ C3 중 어느 하나일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 C2일 수 있다. 또한, 상기 테트라알킬암모늄 염의 알킬기는 C1 ~ C5 중 어느 하나일 수 있고, 바람직하게는 C4 ~ C5 중 어느 하나일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 C4일 수 있다.The PbS has a surface on which a thioalkyl sulfanyl group, a tetra (alkyl) salt, an iodide ion, a bromide ion, and a chloride ion ion) may be ligand-bonded. The alkyl group of thioalkylsulfanyl may be any one of C1 to C5, preferably C1 to C3, and more preferably C2. The alkyl group of the tetraalkylammonium salt may be any one of C1 to C5, preferably C4 to C5, and more preferably C4.
이때, 상기 PbS 양자점은 상기 티오알킬설파닐(Thio(alkyl)sulfanyl)기, 테트라알킬암모늄(tetra(alkyl))염, 요오드화 이온(iodide ion), 브롬화 이온(bromide ion), 및 염소 이온(chloride ion)염 중 1종 이상의 관능기 또는 염이 표면에 1 : 0.1 ~ 10의 몰비로 포함할 수 있고, 바람직하게는 1 : 0.2 ~ 3의 몰비로 포함할 수 있다. 상기 관능기 또는 염이 상기 몰비로 포함하는 경우 이를 포함하는 태양전지에서의 단락전류 밀도, 개방 전압, 성능 지수 및 전력변환 효율 등이 향상될 수 있다.At this time, the PbS quantum dots include the thioalkyl sulfanyl group, the tetra (alkyl) salt, the iodide ion, the bromide ion, and the chloride ion ion may be contained on the surface in a molar ratio of 1: 0.1 to 10, and preferably in a molar ratio of 1: 0.2 to 3. When the functional group or salt is contained at the above-mentioned molar ratio, the short circuit current density, open voltage, performance index and power conversion efficiency in the solar cell including the same may be improved.
이때, 상기 PbS 양자점은 평균 입경이 1 nm ~ 20 nm일 수 있고, 바람직하게는 2 nm ~ 8 nm 일 수 있다. 상기 PbS 양자점의 입경이 1 nm 미만인 경우 균일한 제조가 어려운 문제점이 있고, 20 nm를 초과하는 경우에도 균일한 제조 및 분산에 어려움이 있는 문제점이 있다.At this time, the PbS quantum dot may have an average particle diameter of 1 nm to 20 nm, preferably 2 nm to 8 nm. When the particle diameter of the PbS quantum dots is less than 1 nm, there is a problem that uniform preparation is difficult, and even when the PbS quantum dots exceed 20 nm, uniform production and dispersion are difficult.
또한, 상기 제1광활성층의 두께는 60 ~ 100 nm일 수 있다. 상기 광활성층의 두꼐가 60nm 미만일 경우 광흡수가 제한적일 수 있고, 100nm를 초과하는 경우 전자전달 효율이 저하될 수 있다.The thickness of the first photoactive layer may be 60 to 100 nm. If the thickness of the photoactive layer is less than 60 nm, the light absorption may be limited, and if it exceeds 100 nm, the electron transport efficiency may be lowered.
다음으로, 상기 중간층은 제1금속산화물층, 금속층, 및 제2금속산화물층이 적층된 형태이다. 상기 중간층은 서로 다른 광흡수 대역을 가진 상기 제1광활성층 및 후술되는 제2광활성층 사이에 배치되어 상기 상기 제1광활성층 및 제2광활성층 간의 계면 특성 및 결합일치 정도를 향상시켜 태양전지의 광전변환 효율을 향상시키는 역할을 수행한다. 또한, 상기 제1광활성층 및 제2광활성층을 전기적으로 직렬연결시키는 역할을 수행한다.Next, the intermediate layer is formed by stacking a first metal oxide layer, a metal layer, and a second metal oxide layer. The intermediate layer is disposed between the first photoactive layer and the second photoactive layer, which have different light absorption bands, to improve the interface characteristics and the degree of matching between the first photoactive layer and the second photoactive layer, Thereby improving the photoelectric conversion efficiency. In addition, the first photoactive layer and the second photoactive layer are electrically connected in series.
상기 제1금속산화물층은 불순물이 상기 제1광활성층으로부터 후술되는 제2광활성층으로 확산되는 것을 방지하는 역할을 수행한다. 상기 제1금속산화물층은 MoOx을 포함할 수 있다.The first metal oxide layer serves to prevent impurities from diffusing from the first photoactive layer into a second photoactive layer, which will be described later. The first metal oxide layer may comprise MoO x .
이때, 상기 제1금속산화물층의 두께는 10 ~ 30 nm일 수 있고, 더욱 바람직하게는 15 ~ 25nm일 수 있다. 상기 제1금속산화물층의 두께가 10nm 미만일 경우 상기 제1금속산화물층은 불순물이 상기 제1광활성층으로부터 후술되는 제2광활성층으로 확산되는 것을 방지하는 효과가 미미할 수 있고, 30nm를 초과할 경우 태양전지에 적용 시 경박화가 어려울 수 있다.At this time, the thickness of the first metal oxide layer may be 10 to 30 nm, and more preferably 15 to 25 nm. When the thickness of the first metal oxide layer is less than 10 nm, the first metal oxide layer may have a small effect of preventing impurities from diffusing from the first photoactive layer into a second photoactive layer described later. When the thickness is more than 30 nm When applied to solar cells, lightening may be difficult.
상기 금속층은 상기 제1광활성층 및 제2광활성층 사이에서 특정 파장의 빛을 증폭시켜 넓은 파장대역에서 빛을 흡수할 수 있게 함으로써 광전변환효율을 향상시킬 수 있다. 상기 금속층은 고반사성 금속을 포함할 수 있고, 상기 고반사성 금속은 Au를 포함할 수 있다.The metal layer amplifies light of a specific wavelength between the first photoactive layer and the second photoactive layer to absorb light in a wide wavelength band, thereby improving the photoelectric conversion efficiency. The metal layer may comprise a highly reflective metal, and the highly reflective metal may comprise Au.
상기 금속층의 두께는 0.1 ~ 3.0 nm일 수 있고, 더욱 바람직하게는 0.5 ~ 1.5 nm일 수 있다. 상기 금속층의 두께가 0.1 nm 미만이거나 3.0 nm를 초과할 경우 태양전지에 적용시 경박화가 어려울 수 있다.The thickness of the metal layer may be 0.1 to 3.0 nm, more preferably 0.5 to 1.5 nm. When the thickness of the metal layer is less than 0.1 nm or exceeds 3.0 nm, it may be difficult to make the light-weighting thin when applied to a solar cell.
상기 제2금속산화물층은 상기 제1광활성층 및 상기 제2광활성층 사이에서 빛의 투과를 증강시키는 역할을 수행한다. 상기 제2금속산화물층은 고투과지수를 갖는 금속산화물을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 ZnO를 포함할 수 있다.The second metal oxide layer enhances transmission of light between the first photoactive layer and the second photoactive layer. The second metal oxide layer may include a metal oxide having a high permeability index, and may preferably include ZnO.
이때, 상기 제2금속산화물층의 두께는 10 ~ 30nm일 수 있고, 더욱 바람직하게는 15 ~ 25 nm일 수 있다. 상기 제2금속산화물층의 두께가 10nm 미만일 경우 상기 제1광활성층 및 상기 제2광활성층 사이에서 빛의 투과를 증강시키는 효과가 미미할 수 있고, 30nm를 초과하는 경우 태양전지에 적용시 경박화가 어려울 수 있다.At this time, the thickness of the second metal oxide layer may be 10 to 30 nm, more preferably 15 to 25 nm. If the thickness of the second metal oxide layer is less than 10 nm, the effect of enhancing the transmission of light between the first photoactive layer and the second photoactive layer may be insignificant. If the thickness is more than 30 nm, .
상기 중간층은 상기 제1금속산화물층이 MoOx를 포함하고, 상기 금속층이 Au를 포함하고, 및 상기 제2금속산화물층이 ZnO를 포함할 경우 태양전지에 적용됐을 때 태양전지의 광학적 특성 향상 및 전기적 특성 향상의 균형을 이룰 수 있다.Wherein the intermediate layer has an optical property improving property when applied to a solar cell when the first metal oxide layer contains MoO x and the metal layer contains Au and the second metal oxide layer contains ZnO, Thereby balancing the improvement of the electrical characteristics.
상기 제2광활성층은 유기재료를 포함하는 유기 광활성층일 수 있다. 이에, 상기 제2광활성층은 양자점을 포함하는 상기 제1광활성층과 서로 다른 파장대역의 광을 흡수하기 때문에 태양전지에 적용 시 넓은 파장대역의 광 흡수가 가능하게 된다.The second photoactive layer may be an organic photoactive layer including an organic material. Accordingly, since the second photoactive layer absorbs light in a wavelength band different from that of the first photoactive layer including quantum dots, it can absorb light in a wide wavelength band when applied to a solar cell.
상기 제2광활성층은 공액 고분자(conjugated polymer) 및 풀러렌(fullerene) 유도체를 포함한다. 이때, 상기 공액고분자는 PTB7, P3Ht 및 PCDTBT를 비롯한 p형 고분자 군에서 하나 또는 그 외 n형 고분자로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하고, 상기 풀러렌 유도체는 PCBM, PC71BM, C60 일 수 있다. 또한, 바람직하게는 상기 공액고분자는 PTB7이고, 상기 풀러렌 유도체는 PC71BM일 수 있다. 이 경우 상기 제1광활성층 및 상기 제2광활성층 간의 계면 특성이 더 우수할 수 있다.The second photoactive layer includes a conjugated polymer and a fullerene derivative. The conjugated polymer includes at least one selected from the group consisting of one or other n-type polymers in the p-type polymer group including PTB7, P3Ht and PCDTBT. The fullerene derivative includes PCBM, PC 71 BM, C 60 Lt; / RTI > Preferably, the conjugated polymer is PTB7, and the fullerene derivative may be PC 71 BM. In this case, the interface between the first photoactive layer and the second photoactive layer may be more excellent.
또한, 상기 공액고분자 및 풀러렌 유도체의 중량비는 1 : 1 ~ 2일 수 있다. 상기 공액고분자 및 풀러렌 유도체의 중량비가 1 : 1 미만이거나, 1 : 2를 초과할 경우 제2광활성층의 광전변환 효율이 향상이 미미할 수 있다. The weight ratio of the conjugated polymer to the fullerene derivative may be 1: 1-2. If the weight ratio of the conjugated polymer to the fullerene derivative is less than 1: 1 or exceeds 1: 2, the photoelectric conversion efficiency of the second photoactive layer may be insignificant.
상기 제2광활성층의 두께는 70nm 이상일 수 있다. 상기 제2광활성층의 두꼐가 70nm미만일 경우 태양전지에 적용 시 경박화가 어려울 수 있다.The thickness of the second photoactive layer may be 70 nm or more. When the thickness of the second photoactive layer is less than 70 nm, it may be difficult to make it light in application to a solar cell.
이하, 상기 태양전지용 광활성층의 제조방법을 설명한다.Hereinafter, the method of manufacturing the photoactive layer for a solar cell will be described.
본 발명의 일실시예에 따른 태양전지용 광활성층의 제조방법은 양자점을 포함하는 제1광활성층을 형성하는 단계, 상기 제1광활성층 상에 제1금속산화물층, 금속층, 및 제2금속산화물층이 순차적으로 적층하여 중간층을 형성하는 단계, 및 상기 중간층 상에 공액 고분자(conjugated polymer) 및 풀러렌(fullerene) 유도체를 포함하는 제2광활성층을 형성하는 단계를 포함한다.A method of manufacturing a photoactive layer for a solar cell according to an embodiment of the present invention includes the steps of forming a first photoactive layer including quantum dots, forming a first metal oxide layer, a metal layer, and a second metal oxide layer Sequentially forming a second photoactive layer on the intermediate layer, the second photoactive layer including a conjugated polymer and a fullerene derivative.
상기 제1광활성층은 태양전지에 적용될 경우 기판 상에 형성될 수 있다. 상기 제1광활성층을 형성하는 단계에서 사용되는 양자점은 전술된 제1광활성층에 포함된 양자점과 동일하므로 전술된 내용을 참고하기로 한다. 상기 제1광활성층을 형성하는 단계는 용액 공정에 의해 수행될 수 있다. 상기 용액 공정은 스핀코팅법(spin coating), 슬릿코팅법(slit coating), 드럽캐스팅법(drop casting), 딥케스팅법(dip casting), 잉크젯법(ink jet), 프린팅법(printing) 및 임프린트법(imprint)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. The first photoactive layer may be formed on a substrate when applied to a solar cell. The quantum dot used in the step of forming the first photoactive layer is the same as the quantum dot included in the first photoactive layer described above, so that the above description will be referred to. The step of forming the first photoactive layer may be performed by a solution process. The solution process may be carried out by spin coating, slit coating, drop casting, dip casting, ink jet printing, printing, and imprinting. And imprint. The term " a "
상기 양자점이 PbS일 경우, 전극 상에 상기 PbS 입자를 상기 용액 공정에 의해 코팅시킨다. 이후, EDT(1,2-Ethanedithiol) 용액 및 TBAI(tetrabutylammonium iodide) 용액을 포함하는 리간드 용액에 침지시켜 PbS 양자점이 형성된 층의 표면에서 리간드를 결합시킬 수 있다. 이때, 상기 EDT 용액은 EDT의 농도가 1 mM ~ 1 M일 수 있고, 더욱 바람직하게는 5 mM ~ 15 mM인 것이 좋다. 상기 EDT의 농도가 1 mM 미만인 경우 정확한 농도 제어가 어려운 문제점이 있고, 1 M을 초과하는 경우에는 잔여 EDT를 제거하기 어려운 문제점이 있다.When the quantum dot is PbS, the PbS particles are coated on the electrode by the solution process. Subsequently, the ligand can be bound on the surface of the PbS quantum dot-formed layer by immersion in a ligand solution containing EDT (1,2-Ethanedithiol) solution and TBAI (tetrabutylammonium iodide) solution. At this time, the concentration of EDT in the EDT solution may be 1 mM to 1 M, more preferably 5 mM to 15 mM. When the concentration of EDT is less than 1 mM, it is difficult to control the concentration accurately. When the concentration exceeds 1 M, it is difficult to remove residual EDT.
또한, 상기 TBAI 용액은 TBAI의 농도가 0.1 mM ~ 5 M일 수 있고, 더욱 바람직하게는 10 mM ~ 50 mM인 것이 좋다. 상기 TBAI의 농도가 0.1 mM 미만인 경우 정확한 농도 제어가 어려운 문제점이 있고, 5 M을 초과하는 경우 잔여 TBAI를 제거하기 어려운 문제점이 있다.In addition, the concentration of TBAI in the TBAI solution may be 0.1 mM to 5 M, and more preferably 10 mM to 50 mM. When the concentration of the TBAI is less than 0.1 mM, it is difficult to control the concentration accurately, and when the concentration exceeds 5 M, it is difficult to remove the residual TBAI.
또한, 상기 EDT(1,2-Ethanedithiol) 용액 및 TBAI(tetrabutylammonium iodide) 용액을 포함하는 리간드 용액의 농도는 1 ~ 20 mM인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 2 ~ 8 mM인 것이 좋다. 상기 리간드 용액은 상기 2종의 용액의 혼합비가 유지되는 경우에도 리간드 용액의 농도에 따라 양자점 반도체층의 특성이 결정될 수 있다.The concentration of the ligand solution containing EDT (1,2-Ethanedithiol) solution and TBAI (tetrabutylammonium iodide) solution is preferably 1 to 20 mM, more preferably 2 to 8 mM. The characteristics of the quantum dot semiconductor layer can be determined according to the concentration of the ligand solution even when the mixing ratio of the two kinds of solutions is maintained.
이때, 상기 리간드 용액은 EDT 용액 및 TBAI 용액을 1 : 0.1 ~ 10 의 몰비로 포함할 수 있고, 보다 바람직하게는 1 : 3.5 ~ 4 의 몰비로 포함하는 것이 좋다. 상기 리간드 용액은 EDT 용액 및 TBAI 용액을 상기 몰비로 포함하는 경우 이를 포함하는 태양전지에서의 단락전류 밀도, 개방 전압, 성능 지수 및 전력변환 효율 등이 향상될 수 있다.At this time, the ligand solution may contain EDT solution and TBAI solution in a molar ratio of 1: 0.1 to 10, more preferably 1: 3.5 to 4. The ligand solution can improve the short circuit current density, the open-circuit voltage, the performance index, and the power conversion efficiency in the solar cell including the EDT solution and the TBAI solution at the above-mentioned molar ratio.
이후, 상기 리간드가 결합된 PbS를 세척 및 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다.Thereafter, the method may further include washing and drying the ligand-bound PbS.
다음으로, 상기 제1광활성층 상에 중간층을 형성하는 단계는 제1금속산화물층, 금속층, 및 제2금속산화물층을 순서대로 적층하여 수행될 수 있다. 이때 사용되는 제1금속산화물층, 금속층, 및 제2금속산화물층 형성물질은 전술된 제1금속산화물층, 금속층, 및 제2금속산화물층 물질과 동일하므로 전술된 내용을 참고하기로 한다.Next, the step of forming the intermediate layer on the first photoactive layer may be performed by sequentially laminating the first metal oxide layer, the metal layer, and the second metal oxide layer. The first metal oxide layer, the metal layer, and the second metal oxide layer forming material used herein are the same as the first metal oxide layer, the metal layer, and the second metal oxide layer material described above, so that the above description will be referred to.
상기 제1광활성층 상에 제1금속산화물층을 형성하는 단계는 용액공정에 의해 수행될 수 있다. 상기 용액 공정은 스핀코팅법(spin coating), 슬릿코팅법(slit coating), 드럽캐스팅법(drop casting), 딥케스팅법(dip casting), 잉크젯법(ink jet), 프린팅법(printing) 및 임프린트법(imprint)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. The step of forming the first metal oxide layer on the first photoactive layer may be performed by a solution process. The solution process may be carried out by spin coating, slit coating, drop casting, dip casting, ink jet printing, printing, and imprinting. And imprint. The term " a "
상기 제1금속산화물층 상에 금속층을 형성하는 단계는 상기 제1금속산화물층 상에 상기 금속층 물질을 열적으로 증착하여 수행될 수 있다. 이때, 증착 온도는 150 ℃이하이고, 1분 ~ 30분 동안 수행될 수 있다.The forming of the metal layer on the first metal oxide layer may be performed by thermally depositing the metal layer material on the first metal oxide layer. At this time, the deposition temperature is 150 占 폚 or lower and can be performed for 1 minute to 30 minutes.
다음으로, 상기 금속층 상에 제2금속산화물층을 형성하는 단계는 전술된 제1금속산화물층 형성 단계와 마찬가지로 용액공정에 의해 수행될 수 있다.Next, the step of forming the second metal oxide layer on the metal layer may be performed by a solution process as in the first metal oxide layer forming step described above.
이와 같은 공정을 통해, 제1광활성층 상에 제1금속산화물층, 금속층, 및 제2금속산화물층이 순서대로 적층된 형태의 중간층이 형성될 수 있다.Through such a process, an intermediate layer in which a first metal oxide layer, a metal layer, and a second metal oxide layer are stacked in this order on the first photoactive layer can be formed.
다음으로, 상기 중간층 상에 제2광활성층을 형성하는 단계에 대해 설명한다.Next, the step of forming the second photoactive layer on the intermediate layer will be described.
상기 제2광활성층을 형성할 때 사용되는 물질에 대한 상세한 설명은 전술된 제2광활성층에 대한 설명을 참고하기로 한다. 상기 제2광활성층 형성 공정은 상기 제1광활성층 형성 공정과 마찬가지고 용액공정에 의해 수행될 수 있다. 상기 용액 공정은 스핀코팅법(spin coating), 슬릿코팅법(slit coating), 드럽캐스팅법(drop casting), 딥케스팅법(dip casting), 잉크젯법(ink jet), 프린팅법(printing) 및 임프린트법(imprint)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.The material used for forming the second photoactive layer will be described in detail with reference to the description of the second photoactive layer. The second photoactive layer forming step may be performed by a solution process similar to the first photoactive layer forming step. The solution process may be carried out by spin coating, slit coating, drop casting, dip casting, ink jet printing, printing, and imprinting. And imprint. The term " a "
상기 제1광활성층을 형성하는 단계 및 제2광활성층을 형성하는 단계는 용액공정을 통해 수행됨에 따라 20 ~ 30 ℃의 온도 및 대기압의 압력에서 수행될 수 있다. 이와 같이 저온 및 대기압 공정이 가능함에 따라 공정이 간단해진다. 또한, 제1광활성층 또는 제2광활성층 형성 중 고온 및 고압에 의해 상기 제1광활성층 또는 제2광활성층의 기계적 또는 전기적 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.The step of forming the first photoactive layer and the step of forming the second photoactive layer may be performed at a temperature of 20 to 30 캜 and a pressure of atmospheric pressure as they are performed through a solution process. As the low temperature and atmospheric pressure processes are possible, the process is simplified. Further, it is possible to prevent the mechanical or electrical characteristics of the first photoactive layer or the second photoactive layer from being degraded by the high temperature and the high pressure during the formation of the first photoactive layer or the second photoactive layer.
본 발명의 다른 실시예에 따른 양자점-유기재료 복합 탠덤 태양전지에 대해 설명한다.A quantum dot-organic composite tandem solar cell according to another embodiment of the present invention will be described.
상기 태양전지는 제1전극, 상기 제1전극 상에 배치된 광활성층, 및 상기 광활성층 상에 배치된 제2전극을 포함한다.The solar cell includes a first electrode, a photoactive layer disposed on the first electrode, and a second electrode disposed on the photoactive layer.
상기 제1전극은 ITO(indium-tin oxide), FTO(fluorine doped tin oxide), AZO(aluminium doped zinc oxide), IGZO(Indium gallium zinc oxide), 유리, PET(Polyethylene terephthalate), PEN(polyethylene naphthalate), 및 폴리이미드(polimide)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 기판을 포함할 수 있고, 바람직하게는 ITO 기판일 수 있다. The first electrode may be formed of one selected from the group consisting of indium tin oxide (ITO), fluorine doped tin oxide (FTO), aluminum doped zinc oxide (AZO), indium gallium zinc oxide (IGZO), glass, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate , And a polyimide, and may be an ITO substrate.
상기 광활성층에 대한 상세한 설명은 전술된 내용을 참고하기로 한다.A detailed description of the photoactive layer will be made in reference to the above description.
이때, 상기 제1전극 및 상기 광활성층 사이에 전자전달층을 더 포함할 수 있다. 상기 전자전달층은 ZnO, TiO2, SnO2, ITO 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 n형 반도체를 포함할 수 있고, 바람직하게는 ZnO 일 수 있다.At this time, an electron transfer layer may be further included between the first electrode and the photoactive layer. The electron transport layer may include at least one n-type semiconductor selected from the group consisting of ZnO, TiO 2 , SnO 2 , ITO and derivatives thereof, preferably ZnO.
상기 제2전극은 은, 금, 알루미늄, 구리, ITO(indium-tin oxide), FTO(fluorine doped tin oxide), AZO(aluminiumdoped zinc oxide), 및 IGZO(Indium gallium zinc oxide)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 전극일 수 있고, 바람직하게는 은 전극일 수 있다.Wherein the second electrode is selected from the group consisting of silver, gold, aluminum, copper, indium tin oxide (ITO), fluorine doped tin oxide (FTO), aluminum doped zinc oxide (AZO), and indium gallium zinc oxide And may be an electrode including at least one kind of silver, preferably a silver electrode.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 양자점-유기재료 복합 탠덤 태양전지의 제조방법을 설명한다.A method of manufacturing a quantum dot-organic composite tandem solar cell according to another embodiment of the present invention will be described.
본 발명의 일 실시예에 따른 양자점-유기재료 복합 탠덤 태양전지의 제조방법은 제1전극을 준비하는 단계, 상기 제1전극 상에 광활성층을 형성하는 단계, 및 제1전극을 형성하는 단계를 포함한다.A method of fabricating a quantum dot-organic composite tandem solar cell according to an embodiment of the present invention includes the steps of preparing a first electrode, forming a photoactive layer on the first electrode, and forming a first electrode .
상기 제1전극은 전술된 제1전극과 동일한 물질을 사용하므로 전술된 내용을 참고하기로 한다. 또한, 상기 제1전극 상에 광활성층을 형성하는 단계는 전술된 내용을 참고하기로 한다.The first electrode uses the same material as the first electrode described above, so that the above description will be referred to. In addition, the step of forming the photoactive layer on the first electrode will be described with reference to the above description.
상기 제1전극을 준비하는 단계 및 상기 광활성층을 형성하는 단계 사이에, 상기 제1전극 상에 전자전달층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 전자전달층을 형성하는 단계는 졸겔(sol-gel) 공정에 의해 수행될 수 있다. 졸-겔 공정에 의해 상기 전자전달층을 형성할 경우 전자전달 효과를 더 향상시킬 수 있다. 이에, 광전변환효율이 향상될 수 있다.The method may further include forming an electron transport layer on the first electrode between the step of preparing the first electrode and the step of forming the photoactive layer. The step of forming the electron transport layer may be performed by a sol-gel process. When the electron transport layer is formed by the sol-gel process, the electron transfer effect can be further improved. Thus, the photoelectric conversion efficiency can be improved.
상기 광활성층 상에 제2전극을 형성하는 단계에서 사용되는 제2전극 물질은 전술된 제2전극과 동일하므로 전술된 내용을 참고하기로 한다. 상기 제2전극을 형성하는 단계는 전극을 형성하는 공지된 기술이라면 제한 없이 사용될 수 있고, 일 예로 셰도우마스크(shdow mask)를 사용하여 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.The second electrode material used in the step of forming the second electrode on the photoactive layer is the same as the second electrode, so that the above description will be referred to. The forming of the second electrode may be performed without limitation as long as it is a known technique for forming an electrode. For example, the second electrode may be formed using a shadow mask, but is not limited thereto.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 태양전지의 모식도(a) 및 단면 SEM 사진(b)이다.1 is a schematic view (a) and a sectional SEM photograph (b) of a solar cell according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 태양전지는 양자점을 포함하는 제1광활성층(PbS-CQD), 중간층(MoOx/Au/ZnO-np), 및 유기재료를 포함하는 제2광활성층(PTB7-Th/PC71BM)이 탠덤형으로 적층되어 형성됨을 알 수 있다. 또한, SEM사진을 참조하면 각 층이 균일하게 형성됐음을 알 수 있다.1, a solar cell according to an embodiment of the present invention includes a first photoactive layer (PbS-CQD) including quantum dots, an intermediate layer (MoO x / Au / ZnO-np) 2 photoactive layer (PTB7-Th / PC 71 BM) are stacked in a tandem shape. Also, referring to the SEM photograph, it can be seen that each layer is uniformly formed.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예(example)를 제시한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기의 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in order to facilitate understanding of the present invention. However, the following examples are intended to aid understanding of the present invention, and the present invention is not limited by the following experimental examples.
<준비예 1 - 양자점 용액의 준비>≪ Preparation Example 1 - Preparation of a quantum dot solution >
2시간 동안 100 ℃에서 1-옥타데센(1-octadecene, 20 mL, ODE, technical grade 90%, Sigma-Aldrich)에서 용해 및 탈가스된 PbO(0.94 g, 99.99%, Sigma-Aldrich) 및 올레산(oleic acid, 3 mL, technical grade 90%, Sigma-Aldrich)에 의해 제조된 Pb 전구체를 준비했다.PbO (0.94 g, 99.99%, Sigma-Aldrich) and oleic acid (1-octadecene, 20 mL, ODE, technical grade 90%, Sigma-Aldrich) dissolved and degassed at 100 & oleic acid, 3 mL, technical grade 90%, Sigma-Aldrich) was prepared.
이후, 115 ℃까지 온도를 승온시킨 뒤 N2 가스 분위기 하에서 TMS2-S(360 ?L, synthetic grade hexamethyldisilathiane, Sigma-Aldrich) 및 ODE (10 mL)에 의해 형성된 유황(sulfur)을 빠르게 주입했다. Thereafter, the temperature was raised to 115 ° C., and sulfur formed by TMS2-S (360 ° L, synthetic grade hexamethyldisilathiane, Sigma-Aldrich) and ODE (10 mL) was rapidly injected under an atmosphere of N 2 gas.
1~2초가 지난 후, 열적 ??칭(Thermal quenching)을 위해 톨루엔(20 mL)을 주입했다. 이후, 혼합된 플라스크(flask)를 베스(bath)에서 냉각시켜 콜로이드상 PbS 양자점을 형성했다.After 1-2 seconds, toluene (20 mL) was injected for thermal quenching. The mixed flask was then cooled in a bath to form colloidal PbS quantum dots.
이후, 콜로이드상 PbS 양자점을 정제 및 아세톤으로 추출 후, 톨루엔에 분산시켰다. Thereafter, the colloidal PbS quantum dots were purified and extracted with acetone, and then dispersed in toluene.
이후, 콜로이드상 PbS 양자점을 메탄올과 혼합한 뒤 원심 분리기를 이용하여 두 번 또는 세번 세척하였다. 이후, 메탄올을 증발시키기 위한 건조 공정을 수행한 뒤 건조된 콜로이드상 PbS 양자점을 옥탄에 40mg/mL의 농도로 용해시켜 양자점층 형성 용액을 제조했다.The colloidal PbS quantum dots were then mixed with methanol and washed twice or three times with a centrifuge. Thereafter, a drying process for evaporating methanol was carried out, and the dried colloidal PbS quantum dots were dissolved in octane at a concentration of 40 mg / mL to prepare a quantum dot layer forming solution.
<제조예 1 - 태양전지의 제조>≪ Preparation Example 1 - Production of solar cell >
ITO 투명전극 상에 150℃ 이하의 온도에서 20분 동안 졸겔(sol-gel) 공정을 이용하여 ZnO 전자전달층을 코팅했다. 이후, 상기 전자전달층 상에 상기 준비예 1에서 준비된 양자점층 형성 용액을 스핀 코팅 공정을 통해 코팅했다. 이후, 코팅된 양자점층에 메탄올에 용해된 요오드화 테트라부틸암모늄(tetrabutylammonium iodide, 10 mg/mL) 및 2mM의 농도로 아세토니트릴(acetonitrile)에 용해된 1,2-에탄디티올(1,2-ethanedithiol, EDT, GC>98%, Fluka)을 순차적으로 처리하여 콜로이드상 PbS 양자점의 리간드 치환시켜 85nm 두께의 제1광활성층을 형성했다.The ZnO electron transport layer was coated on the ITO transparent electrode using a sol-gel process at a temperature of 150 DEG C or less for 20 minutes. Then, the quantum dot layer forming solution prepared in Preparation Example 1 was coated on the electron transport layer through a spin coating process. Then, the coated quantum dot layer was coated with tetrabutylammonium iodide (10 mg / mL) dissolved in methanol and 1,2-ethanedithiol dissolved in acetonitrile at a concentration of 2 mM , EDT, GC > 98%, Fluka) were sequentially subjected to ligand substitution of the colloidal PbS quantum dots to form a 85 nm thick first photoactive layer.
이후, 상기 제1광활성층 상에 10-6 Torr 이하의 압력에서 MoOx 및 Au를 20nm 및 1nm의 두께로 순차적으로 증착한 뒤, 상기 Au층 상에 ZnO 나노입자를 포함하는 용액(22 mg/mL)을 스핀코팅한 뒤 (4000 RPM) 상온에서 건조하여 20nm의 두께의 ZnO층을 형성했다. 이에, 제1광활성층 상에 MoOx/Au/ZnO 형태로 적층된 중간층을 형성했다.Thereafter, MoO x and Au were sequentially deposited on the first photoactive layer at a pressure of 10 -6 Torr or less at a thickness of 20 nm and 1 nm, and then a solution (22 mg / cm 2) containing ZnO nanoparticles was formed on the Au layer. mL) was spin-coated (4000 RPM) and dried at room temperature to form a 20 nm thick ZnO layer. Thus, an intermediate layer laminated in the form of MoO x / Au / ZnO was formed on the first photoactive layer.
이후, 20mg/mL 농도의 PTB7 및 PC71BM를 1 : 1.5 중량비로 혼합하여 유기재료 혼합액을 제조한 뒤, 상기 중간층 상에 스핀 코팅 공정을 통해 코팅하여 95nm 두께의 제2광활성층을 형성했다.Thereafter, PTB7 and PC 71 BM at a concentration of 20 mg / mL were mixed at a weight ratio of 1: 1.5 to prepare an organic material mixture. Then, a spin-coating process was applied to the intermediate layer to form a second photoactive layer having a thickness of 95 nm.
마지막으로, 10-6 Torr 이하의 압력에서 상기 제2광활성층 상에 Ag 전극을 섀도마스크(shadow mask)를 통하여 상기 제2광활성층 상에서 열적으로 증착시켰다. 침적된 Ag 전극은 7.1mm2의 활성 영역을 나타냈다.Finally, an Ag electrode was thermally deposited on the second photoactive layer through a shadow mask on the second photoactive layer at a pressure of 10 -6 Torr or less. The immersed Ag electrode exhibited an active area of 7.1 mm 2 .
<제조예 2 ~ 6>≪ Production Examples 2 to 6 >
상기 제조예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 제1광활성층 및 제2광활성층의 두께를 하기 표 1과 같이 다르게 하여 태양전지를 제조했다.A solar cell was manufactured in the same manner as in Preparation Example 1 except that the thicknesses of the first photoactive layer and the second photoactive layer were changed as shown in Table 1 below.
<비교제조예 1 ~ 6>≪ Comparative Production Examples 1 to 6 >
상기 제조예 1과 동일한 방법으로 제조하되 제1전극상에 제1광활성층만을 형성한 뒤, 중간층 및 제2광활성층을 형성하지 않은 채로 상기 제1광활성층 상에 제2전극을 형성했다. 또한, 하기 표 1과 같이 상기 제1광활성층의 두께를 달리하여 태양전지를 제조했다.Except that an intermediate layer and a second photoactive layer were not formed, and a second electrode was formed on the first photoactive layer after the first photoactive layer alone was formed on the first electrode. Further, as shown in Table 1, the solar cell was manufactured with different thicknesses of the first photoactive layer.
<비교제조예 7 ~ 10>≪ Comparative Production Examples 7 to 10 >
상기 제조예 1과 동일한 방법으로 제조하되 제1광활성층 및 중간층을 형성하지 않은 채로 제1전극상에 제2광활성층만을 형성한 뒤, 상기 제2광활성층 상에 제2전극을 형성했다. 또한, 하기 표 1과 같이 상기 제2광활성층의 두께를 달리하여 태양전지를 제조했다.Except that the first photoactive layer and the intermediate layer were not formed, only the second photoactive layer was formed on the first electrode, and then the second electrode was formed on the second photoactive layer. Further, as shown in Table 1 below, a solar cell was manufactured with different thicknesses of the second photoactive layer.
<실험예 1 - 광활성층의 구성 및 두께에 따른 광전환효율 특성 측정>EXPERIMENTAL EXAMPLE 1 Measurement of light conversion efficiency characteristics according to the composition and thickness of the photoactive layer [
상기 제조예 1 ~ 7 및 비교제조예 1 ~ 10에서 제조된 태양전지의 광전환효율(power conversion efficiency, PCE), 개방회로전압(open circuit voltage, Voc), 단락회로 전류 밀도(short-circuit current density, Jsc), 필팩터(fill factor, FF) 값을 측정하여 하기 표 1에 나타냈다.The power conversion efficiency (PCE), the open circuit voltage (V oc ), and the short-circuit current density of the solar cells prepared in the above-mentioned Production Examples 1 to 7 and Comparative Production Examples 1 to 10 current density, J sc ) and fill factor (FF) were measured and are shown in Table 1 below.
(%)PCE
(%)
(V)V oc
(V)
(mA/cm2)J sc
(mA / cm 2 )
B : 중간층
C : 제2광활성층A: the first photoactive layer
B: middle layer
C: Second photoactive layer
상기 표 1을 참조하면, 양자점을 포함하는 제1광활성층, 중간층, 및 유기재료를 포함하는 제2광활성층이 적층된 제조예 1 ~ 6의 태양전지가 광학적 특성 및 전기적 특성이 우수해짐에 따라 광전변환효율 특성이 우수함을 알 수 있다. Referring to Table 1, as the solar cells of Production Examples 1 to 6 in which the first photoactive layer including quantum dots, the intermediate layer, and the second photoactive layer containing an organic material are laminated are improved in optical characteristics and electrical characteristics It can be seen that the photoelectric conversion efficiency characteristics are excellent.
이에 반해, 제1광활성층만 형성된 비교제조예 1 ~ 6 태양전지의 경우 단락회로 전류 밀도 값이 높으나, 광전변환 효율이 저하됨을 알 수 있다. 따라서, 제1광활성층만 형성된 경우 전기적인 특성은 향상되지만 광학적 특성이 저하되므로 실제 광전변환 효율이 저하됨을 알 수 있다.On the other hand, in Comparative Production Examples 1 to 6 in which only the first photoactive layer was formed, the short circuit current density value was high, but the photoelectric conversion efficiency was lowered. Therefore, when only the first photoactive layer is formed, the electrical characteristics are improved but the optical characteristics are lowered, so that the photoelectric conversion efficiency is actually lowered.
또한, 제2광활성층만 형성된 비교제조예 7 ~ 10 태양전지의 경우 광전변환효율 값은 제조예 1 ~ 6과 비슷한 수준이나, 개방회로전압 값이 낮아짐을 알 수 있다.Further, in Comparative Production Examples 7 to 10 in which the second photoactive layer was formed only, the photoelectric conversion efficiency values were similar to those of Production Examples 1 to 6, but the open circuit voltage value was lower.
결과적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지의 경우 전기적 특성 및 광학적 특성이 균형적으로 향상됨을 알 수 있다.As a result, it can be seen that the electric characteristics and the optical characteristics of the solar cell according to the embodiment of the present invention are improved in a balanced manner.
<제조예 7 ~ 8>≪ Preparation Examples 7 to 8 &
상기 제조예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 상기 중간층에서 Au층의 두께를 하기 표 1과 같이 다르게 하여 태양전지를 제조했다.A solar cell was manufactured in the same manner as in Production Example 1 except that the thickness of the Au layer in the intermediate layer was changed as shown in Table 1 below.
<비교제조예 11><Comparative Production Example 11>
상기 제조예 1과 동일한 방법으로 제조하되 상기 중간층을 형성할 때에, Au층을 형성하지 않고, MoOx/ZnO 순으로 적층된 형태의 중간층을 형성한 것을 제외하곤 동일한 방법을 통해 태양전지를 제조했다.A solar cell was manufactured in the same manner as in Production Example 1 except that an intermediate layer in the form of a stacked layer of MoO x / ZnO was formed without forming an Au layer when the intermediate layer was formed .
<실험예 2 - 중간층의 금속층 두께에 따른 광전환효율 특성 측정>EXPERIMENTAL EXAMPLE 2 Measurement of light conversion efficiency characteristics according to the thickness of the metal layer of the intermediate layer [
상기 제조예 1, 7, 8 및 비교제조예 11에서 제조된 태양전지의 광전환효율(power conversion efficiency, PCE), 개방회로전압(open circuit voltage, Voc), 단락회로 전류 밀도(short-circuit current density, Jsc), 필팩터(fill factor, FF) 값을 측정하여 하기 표 2에 나타냈다.The power conversion efficiency (PCE), the open circuit voltage (Voc), the short-circuit current density (short-circuit current) of the solar cell manufactured in Examples 1, 7 and 8, density, Jsc) and fill factor (FF) were measured and shown in Table 2 below.
b : 금속층
c : 제2금속산화물층a: a first metal oxide layer
b: metal layer
c: a second metal oxide layer
상기 표 2를 참조하면 중간층에 금속층이 형성된 제조예 1, 7, 및 8의 경우 중간층에 금속층이 형성되지 않은 비교제조예 11과 비교하여 전기적 특성 및 광학적 특성이 우수함을 알 수 있다.Referring to Table 2, it can be seen that Examples 1, 7, and 8 in which a metal layer is formed on the intermediate layer have excellent electrical characteristics and optical characteristics as compared with Comparative Preparation Example 11 in which no metal layer is formed on the intermediate layer.
또한, 특히 금속층의 두께가 1nm인 제조예 1의 경우 전기적 특성 및 광학적 특성이 가장 우수함을 알 수 있다.In particular, in the case of Production Example 1 in which the thickness of the metal layer is 1 nm, the electrical characteristics and the optical characteristics are the most excellent.
결론적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지는 제1금속산화물, 금속층, 및 제2금속산화물층이 적층된 형태의 중간층을 포함함에 따라 양자점을 포함하는 제1광활성층 및 유기재료를 포함하는 제2광활성층 사이의 계면 특성을 좋게 하여 전기적 및 광학적 특성을 향상시킴을 알 수 있다.As a result, the solar cell according to an embodiment of the present invention includes a first photoactive layer including a quantum dot and an organic material, including an intermediate layer in which a first metal oxide, a metal layer, and a second metal oxide layer are stacked It is possible to improve the electrical and optical characteristics by improving the interface characteristics between the first and second photoactive layers.
<비교제조예 12><Comparative Production Example 12>
상기 제조예 1과 동일한 방법으로 제조하되, 상기 ZnO 전자전달층 제조시 졸겔 공정이 아닌 상기 제1전극 상에 ZnO 나노입자를 포함하는 용액을 스핀 코팅 한 뒤 건조하여 ZnO 전자전달층을 형성하여 태양전지를 제조했다.ZnO nanoparticles were spin-coated on the first electrode instead of the sol-gel process in the preparation of the ZnO electron transport layer, followed by drying to form a ZnO electron transport layer, A battery was produced.
<실험예 2 - 전자전달층 형성 공정에 따른 광전환효율 특성 측정>≪ Experimental Example 2 - Measurement of light conversion efficiency characteristics by electron transport layer forming process >
상기 제조예 1 및 9에서 제조된 태양전지의 광전환효율(power conversion efficiency, PCE), 개방회로전압(open circuit voltage, Voc), 단락회로 전류 밀도(short-circuit current density, Jsc), 필팩터(fill factor, FF) 값을 측정하여 하기 표 3에 나타냈다.The power conversion efficiency (PCE), the open circuit voltage (Voc), the short-circuit current density (Jsc), the fill factor (fill factor, FF) were measured and shown in Table 3 below.
상기 표 3을 참조하면, 전자전달층 형성시 졸겔 공정을 사용한 제조예 1의 경우 용액공정을 사용한 비교제조예 12 보다 광전변환 효과가 우수함을 알 수 있다.Referring to Table 3, it can be seen that the photoelectric conversion effect of Preparation Example 1 using a sol-gel process is superior to that of Comparative Preparation Example 12 using a solution process in forming an electron transport layer.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예 및 실험예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예 및 실험예에 의해 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형 및 변경이 가능하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention, Various modifications and variations are possible.
Claims (21)
상기 제1광활성층 상에 배치되고 제1금속산화물층, 금속층, 및 제2금속산화물층이 순차적으로 적층된 중간층; 및
상기 중간층 상에 배치되고, 공액 고분자(conjugated polymer) 및 풀러렌(fullerene) 유도체를 포함하는 제2광활성층;을 포함하는 태양전지용 광활성층.A first photoactive layer comprising quantum dots;
An intermediate layer disposed on the first photoactive layer and including a first metal oxide layer, a metal layer, and a second metal oxide layer sequentially stacked; And
And a second photoactive layer disposed on the intermediate layer and comprising a conjugated polymer and a fullerene derivative.
상기 제1광활성층 및 상기 제2광활성층은 전기적으로 직렬연결된 태양전지용 광활성층.The method according to claim 1,
Wherein the first photoactive layer and the second photoactive layer are electrically connected in series.
상기 양자점은 PbS, PbSe, PbTe, CdS, CdSe, InP, InAs 및 CdTe로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 태양전지용 광활성층.The method according to claim 1,
Wherein the quantum dot includes at least one selected from the group consisting of PbS, PbSe, PbTe, CdS, CdSe, InP, InAs, and CdTe.
상기 양자점은 PbS이고, 상기 PbS는 티오알킬설파닐(Thio(alkyl)sulfanyl)기, 테트라알킬암모늄(tetra(alkyl))염, 요오드화 이온(iodide ion), 브롬화 이온(bromide ion), 및 염소 이온(chloride ion)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이 리간드로서 표면에 결합된 태양전지용 광활성층.The method of claim 3,
Wherein the quantum dot is PbS and the PbS is selected from the group consisting of a thioalkyl sulfanyl group, a tetra (alkyl) salt, an iodide ion, a bromide ion, wherein at least one selected from the group consisting of chloride ions is bonded to the surface as a ligand.
상기 공액고분자는 PTB7, P3Ht 및 PCDTBT로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하고, 상기 풀러렌 유도체는 PC71BM, PC71BM, 및 C60으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 태양전지용 광활성층.The method according to claim 1,
Wherein the conjugated polymer comprises at least one member selected from the group consisting of PTB7, P3Ht and PCDTBT, wherein the fullerene derivative is at least one member selected from the group consisting of PC 71 BM, PC 71 BM, and C 60 , .
상기 공액고분자는 PTB7이고, 상기 풀러렌 유도체는 PC71BM인 태양전지용 광활성층.6. The method of claim 5,
Wherein the conjugated polymer is PTB7 and the fullerene derivative is PC 71 BM.
상기 공액고분자 및 풀러렌 유도체의 중량비는 1 : 1 ~ 2인 태양전지용 광활성층.The method according to claim 1,
Wherein the weight ratio of the conjugated polymer to the fullerene derivative is 1: 1 to 2.
상기 제1광활성층의 두께는 60 ~ 100 nm이고, 상기 제2광활성층의 두께는 70 nm 이상인 태양전지용 광활성층.The method according to claim 1,
Wherein the thickness of the first photoactive layer is 60 to 100 nm and the thickness of the second photoactive layer is 70 nm or more.
상기 제1금속산화물층 및 상기 제2금속산화물층의 두께는 10 ~ 30 nm이고, 상기 금속층의 두께는 0.1 ~ 3.0 nm인 태양전지용 광활성층.The method according to claim 1,
Wherein the thickness of the first metal oxide layer and the second metal oxide layer is 10 to 30 nm and the thickness of the metal layer is 0.1 to 3.0 nm.
상기 금속층의 두께는 0.5 ~ 1.5 nm인 태양전지용 광활성층.10. The method of claim 9,
Wherein the metal layer has a thickness of 0.5 to 1.5 nm.
상기 제1금속산화물층은 MoOx을 포함하고, 상기 금속층은 Au을 포함하고, 및 상기 제2금속산화물층은 ZnO을 포함하는 태양전지용 광활성층.The method according to claim 1,
Wherein the first metal oxide layer comprises MoO x , the metal layer comprises Au, and the second metal oxide layer comprises ZnO.
상기 제1전극 상에 배치되고, 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항의 양자점-유기재료 복합 탠덤 태양전지용 광활성층; 및
상기 광활성층 상에 배치되는 제2전극;을 포함하는 양자점-유기재료 복합 탠덤 태양전지.A first electrode;
A photoactive layer for a quantum dot-organic material composite tandem solar cell according to any one of claims 1 to 12, which is disposed on the first electrode; And
And a second electrode disposed on the photoactive layer.
상기 제1전극 및 상기 광활성층 사이에 배치되는 전자전달층을 더 포함하는 양자점-유기재료 복합 탠덤 태양전지.13. The method of claim 12,
Organic compound composite tandem solar cell further comprising an electron transport layer disposed between the first electrode and the photoactive layer.
상기 제1광활성층 상에 제1금속산화물층, 금속층, 및 제2금속산화물층이 순차적으로 적층하여 중간층을 형성하는 단계; 및
상기 중간층 상에 공액 고분자(conjugated polymer) 및 풀러렌(fullerene) 유도체를 포함하는 제2광활성층을 형성하는 단계;를 포함하는 태양전지용 광활성층의 제조방법.Forming a first photoactive layer comprising quantum dots;
Forming an intermediate layer by sequentially laminating a first metal oxide layer, a metal layer, and a second metal oxide layer on the first photoactive layer; And
And forming a second photoactive layer including a conjugated polymer and a fullerene derivative on the intermediate layer.
상기 제1금속산화물층은 MoOx을 포함하고, 상기 금속층은 Au을 포함하고, 및 상기 제2금속산화물층은 ZnO을 포함하는 태양전지용 광활성층의 제조방법.15. The method of claim 14,
Wherein the first metal oxide layer comprises MoOx, the metal layer comprises Au, and the second metal oxide layer comprises ZnO.
상기 제1광활성층을 형성하는 단계는,
상기 제1전극 상에 PbS 양자점을 함유하는 용액을 코팅하여 PbS 양자점층을 형성하는 단계;
상기 PbS 양자점층을 EDT(1,2-Ethanedithiol) 용액 및 TBAI(tetrabutylammonium iodide) 용액을 포함하는 리간드 용액에 침지시켜 PbS 양자점층의 표면에서 리간드를 결합시키는 단계; 및
상기 리간드가 결합된 PbS 양자점층을 세척하는 단계;를 포함하는 태양전지용 광활성층의 제조방법.15. The method of claim 14,
Wherein forming the first photoactive layer comprises:
Forming a PbS quantum dot layer by coating a solution containing a PbS quantum dot on the first electrode;
Immersing the PbS quantum dot layer in a ligand solution containing EDT (1,2-Ethanedithiol) solution and TBAI (tetrabutylammonium iodide) solution to bind the ligand on the surface of the PbS quantum dot layer; And
And washing the ligand-bound PbS quantum dot layer.
상기 EDT(1,2-Ethanedithiol) 용액 및 TBAI(tetrabutylammonium iodide) 용액의 농도 몰비는 1 : 0.1 ~ 10인 태양전지용 광활성층의 제조방법.17. The method of claim 16,
Wherein the concentration molar ratio of the EDT (1,2-Ethanedithiol) solution and the TBAI (tetrabutylammonium iodide) solution is 1: 0.1-10.
상기 제1광활성층을 형성하는 단계, 상기 중간층을 형성하는 단계, 및 상기 제2광활성층을 형성하는 단계는 스핀코팅법(spin coating), 슬릿코팅법(slit coating), 드럽캐스팅법(drop casting), 딥케스팅법(dip casting), 잉크젯법(ink jet), 프린팅법(printing) 및 임프린트법(imprint)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 용액공정에 의해 수행되는 태양전지용 광활성층의 제조방법.15. The method of claim 14,
The step of forming the first photoactive layer, the step of forming the intermediate layer, and the step of forming the second photoactive layer may be performed by spin coating, slit coating, drop casting A photoactive layer for a solar cell, which is carried out by a solution process comprising at least one member selected from the group consisting of a spin coating method, a dip casting method, an ink jet method, a printing method and an imprint method, ≪ / RTI >
상기 제1광활성층을 형성하는 단계 및 상기 제2광활성층을 형성하는 단계는 20 ~ 30 ℃의 온도 및 대기압의 압력에서 수행되는 태양전지용 광활성층의 제조방법.15. The method of claim 14,
Wherein the step of forming the first photoactive layer and the step of forming the second photoactive layer are performed at a temperature of 20 to 30 캜 and a pressure of the atmospheric pressure.
상기 제2광활성층을 형성하는 단계에서, 상기 공액고분자 및 풀러렌 유도체의 중량비는 1 : 1 ~ 2인 태양전지용 광활성층의 제조방법.15. The method of claim 14,
Wherein the weight ratio of the conjugated polymer to the fullerene derivative is 1: 1 to 2 in the step of forming the second photoactive layer.
상기 제1전극 상에 졸-겔(sol-gel) 공정에 의해 전자전달층을 형성하는 단계;
상기 전자전달층 상에 제15항 내지 제 20항 중 어느 한 항의 태양전지용 광활성층의 제조방법에 의해 광활성층을 형성하는 단계; 및
상기 광활성층 상에 제2전극을 형성하는 단계;를 포함하는 양자점-유기재료 복합 탠덤 태양전지의 제조방법.
Preparing a first electrode;
Forming an electron transport layer on the first electrode by a sol-gel process;
Forming a photoactive layer on the electron transporting layer by the method of manufacturing a photoactive layer for a solar cell according to any one of claims 15 to 20; And
And forming a second electrode on the photoactive layer. The method of manufacturing a quantum dot-organic material composite tandem solar cell,
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---|---|---|---|---|
WO2020009506A1 (en) * | 2018-07-04 | 2020-01-09 | 건국대학교 산학협력단 | Organic solar cell including dual layer type charge transport layer having enhanced photostability, and manufacturing method therefor |
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WO2020009506A1 (en) * | 2018-07-04 | 2020-01-09 | 건국대학교 산학협력단 | Organic solar cell including dual layer type charge transport layer having enhanced photostability, and manufacturing method therefor |
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