페로브스카이트는 최근 태양전지의 흡수층으로써 각광받고 있는 물질이지만 외부 환경, 특히 수분에 취약하다는 문제점을 가지고 있다. 따라서 이를 해결하기 위한 방법으로써 간단하게 첨가제를 페로브스카이트 전구 용액에 넣는 방법이 보고 되었다. 특히 넣어주는 첨가제의 종류에 따라서도 페로브스카이트 기반 태양전지의 성능 및 안정성에 각기 다른 성능 발현 및 안정성 결과가 나타나고 있다. 본 논문에서는 비슷한 분자 길이 및 구조를 가지는 유연한 형태의 아미노산 염(이하 GABA∙HI)와 평면형의 아미노산 염 (이하 PABA∙HI)를 페로브스카이트 전구 용액에 섞어줌으로써 분자 구조적 특징이 페로브스카이트 필름을 형성하였을 때 어떠한 영향을 끼치었는지를 평가하였다. 유연한 형태의 아미노산 염과는 달리 평면형의 아미노산 염은 ...
페로브스카이트는 최근 태양전지의 흡수층으로써 각광받고 있는 물질이지만 외부 환경, 특히 수분에 취약하다는 문제점을 가지고 있다. 따라서 이를 해결하기 위한 방법으로써 간단하게 첨가제를 페로브스카이트 전구 용액에 넣는 방법이 보고 되었다. 특히 넣어주는 첨가제의 종류에 따라서도 페로브스카이트 기반 태양전지의 성능 및 안정성에 각기 다른 성능 발현 및 안정성 결과가 나타나고 있다. 본 논문에서는 비슷한 분자 길이 및 구조를 가지는 유연한 형태의 아미노산 염(이하 GABA∙HI)와 평면형의 아미노산 염 (이하 PABA∙HI)를 페로브스카이트 전구 용액에 섞어줌으로써 분자 구조적 특징이 페로브스카이트 필름을 형성하였을 때 어떠한 영향을 끼치었는지를 평가하였다. 유연한 형태의 아미노산 염과는 달리 평면형의 아미노산 염은 수소 결합을 통해 효과적으로 페로브스카이트의 납과 요오드 원자와 교차결합하였다. 최적화된 농도의 PABA∙HI를 페로브스카이트 전구 용액에 넣어주었을 때 페로브카이트 태양전지는 17.4%의 우수한 광변환효율을 발현하였다. 페로브스카이트 전구용액에 들어간 PABA∙HI는 페로브스카이트 결정립 사이에서 준-2D 페로브스카이트를 형성하며 존재했다. 또한, 페로브스카이트 전구 용액에의 PABA∙HI 첨가는 페로브스카이트 필름 내의 결함을 부동태화 시켜 태양 전지의 개로 전압과 충전율을 증진시키는 효과를 발현하였다. 특히, PABA∙HI의 첨가로 25 ℃, 상대습도 75%의 조건에서 312 시간 동안 페로브스카이트 필름을 노출시켰을 때에도 초기 효율의 91% 정도의 효율을 유지하는 것이 확인되어 페로브스카이트 전구 용액에 PABA∙HI를 첨가하는 것이 페로브스카이트의 수분 저항성을 증대시킴을 확인할 수 있었다.
페로브스카이트는 최근 태양전지의 흡수층으로써 각광받고 있는 물질이지만 외부 환경, 특히 수분에 취약하다는 문제점을 가지고 있다. 따라서 이를 해결하기 위한 방법으로써 간단하게 첨가제를 페로브스카이트 전구 용액에 넣는 방법이 보고 되었다. 특히 넣어주는 첨가제의 종류에 따라서도 페로브스카이트 기반 태양전지의 성능 및 안정성에 각기 다른 성능 발현 및 안정성 결과가 나타나고 있다. 본 논문에서는 비슷한 분자 길이 및 구조를 가지는 유연한 형태의 아미노산 염(이하 GABA∙HI)와 평면형의 아미노산 염 (이하 PABA∙HI)를 페로브스카이트 전구 용액에 섞어줌으로써 분자 구조적 특징이 페로브스카이트 필름을 형성하였을 때 어떠한 영향을 끼치었는지를 평가하였다. 유연한 형태의 아미노산 염과는 달리 평면형의 아미노산 염은 수소 결합을 통해 효과적으로 페로브스카이트의 납과 요오드 원자와 교차결합하였다. 최적화된 농도의 PABA∙HI를 페로브스카이트 전구 용액에 넣어주었을 때 페로브카이트 태양전지는 17.4%의 우수한 광변환효율을 발현하였다. 페로브스카이트 전구용액에 들어간 PABA∙HI는 페로브스카이트 결정립 사이에서 준-2D 페로브스카이트를 형성하며 존재했다. 또한, 페로브스카이트 전구 용액에의 PABA∙HI 첨가는 페로브스카이트 필름 내의 결함을 부동태화 시켜 태양 전지의 개로 전압과 충전율을 증진시키는 효과를 발현하였다. 특히, PABA∙HI의 첨가로 25 ℃, 상대습도 75%의 조건에서 312 시간 동안 페로브스카이트 필름을 노출시켰을 때에도 초기 효율의 91% 정도의 효율을 유지하는 것이 확인되어 페로브스카이트 전구 용액에 PABA∙HI를 첨가하는 것이 페로브스카이트의 수분 저항성을 증대시킴을 확인할 수 있었다.
Organic-inorganic hybrid perovskites (OIHPs) have great potential for light absorbing materials. Different kinds of amino acid iodide salts are introduced to perovskite precursors as a crosslinker. Based on molecular structural differences, crystallinity and optoelectronic performances of perovskite...
Organic-inorganic hybrid perovskites (OIHPs) have great potential for light absorbing materials. Different kinds of amino acid iodide salts are introduced to perovskite precursors as a crosslinker. Based on molecular structural differences, crystallinity and optoelectronic performances of perovskite thin films were varied. The rigid molecule, p-aminobenzoic acid (PABA∙HI), can effectively interact with the Pb-I framework in perovskite by hydrogen bonds resulting increased crystallinity of perovskite thin films. The presence of PABA∙HI was located by Kelvin probe force microscopy (KPFM), suggesting the formation of the quasi-2D perovskite at the grain boundaries of perovskite thin films. The existence of stable quasi-2D perovskite along grain boundaries of perovskite thin film due to PABA∙HI inclusion is responsible for the passivation of grain boundaries through hydrogen bonds. As a result, PABA∙HI included perovskite solar cells (PVSCs) are achieved power conversion efficiency (PCE) of 17.4% whereas pristine PVSCs have PCE of 16.4%. PVSCs without and with PABAHI maintains 37% and 91% of its initial PCE values, respectively, stored in relative humidity of 75% and dark conditions for 312 h. The results demonstrate the inclusion of a rigid molecule, PABA∙HI, as molecule crosslinker can improve the performances of PVSCs and stability against moisture.
Organic-inorganic hybrid perovskites (OIHPs) have great potential for light absorbing materials. Different kinds of amino acid iodide salts are introduced to perovskite precursors as a crosslinker. Based on molecular structural differences, crystallinity and optoelectronic performances of perovskite thin films were varied. The rigid molecule, p-aminobenzoic acid (PABA∙HI), can effectively interact with the Pb-I framework in perovskite by hydrogen bonds resulting increased crystallinity of perovskite thin films. The presence of PABA∙HI was located by Kelvin probe force microscopy (KPFM), suggesting the formation of the quasi-2D perovskite at the grain boundaries of perovskite thin films. The existence of stable quasi-2D perovskite along grain boundaries of perovskite thin film due to PABA∙HI inclusion is responsible for the passivation of grain boundaries through hydrogen bonds. As a result, PABA∙HI included perovskite solar cells (PVSCs) are achieved power conversion efficiency (PCE) of 17.4% whereas pristine PVSCs have PCE of 16.4%. PVSCs without and with PABAHI maintains 37% and 91% of its initial PCE values, respectively, stored in relative humidity of 75% and dark conditions for 312 h. The results demonstrate the inclusion of a rigid molecule, PABA∙HI, as molecule crosslinker can improve the performances of PVSCs and stability against moisture.
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