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반투명 페로브스카이트 태양전지용 투명전극 소재
Transparent Electrodes for Semitransparent Perovskite Solar Cells 원문보기

Current photovoltaic research = 한국태양광발전학회논문지, v.6 no.3, 2018년, pp.74 - 80  

이필립 (광전하이브리드 연구센터, 한국과학기술연구원) ,  고민재 (화학공학과, 한양대학교)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Recently, perovskite solar cells have shown tremendous improvement in power conversion efficiencies. Moreover, they have potential in semitransparent solar cell applications due to their high absorption coefficients. In order to fabricate semitransparent perovskite solar cells with good performance,...

주제어

#Transparent electrode   #Semitransparent solar cell   #Perovskite solar cell  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 전도성 물질을 활용한 투명전극 적용시에는 투과도, 전도도, 내구성, 전극 표면 거칠기 및 계면 물성 제어, 공정 적합성 등 다양한 요소에 대한 고려가 필요하다. 본론에서는 반투명 페로브스카이트 태양전지에 적용 가능한 투명전극 물질 및 활용예에 대해서 논의하고자 한다.
  • 또한 에칭공정에 따른 은 나노와이어 표면의 PVP capping layer 제거는 전극의 전도성 향상 효과로 이어졌다. 해당 태양전지는 금속 나노와이어 전극이 제작된 후에 후처리 공정에 따른 투명전극 물성의 효율적인 제어가 가능하다는 점에서 다양한 가능성을 시사하는 연구이다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
창호형 태양전지의 장점은 무엇인가? 이에 따라 도심형 발전 시스템의 핵심인 태양전지 투광성을 확보하는 기술이 주목을 받고 있다. 투광성이 확보된 태양전지는 창호형 태양전지로써 건물 외벽, 자동차 창문 등에 적용하여 한정된 공간의 제약을 극복할 수 있을 뿐만 아니라, 기존에 설치되어있는 실리콘 태양전지 발전시스템에 탠덤 형태로 집적함으로써, 추가적인 발전이 가능하다는 점에서 장점이 많은 기술이다
페로브스카이트 물질의 특성은 무엇인가? 페로브스카이트는 AMX3분자식을 가지며, A 사이트에는 유무기 양이온, B 사이트에는 금속 양이온, X 사이트에는 할로겐 음이온으로 구성된다. 페로브스카이트 물질은 높은 개방 전압, 높은 유전율 및 흡광계수, 낮은 엑시톤 결합 에너지, 전하의 긴 확산거리 등의 특성으로, 고성능의 태양전지 제작이 가능하며, 용액공정에 따른 양산 적합성 및 가격 측면에서 경쟁력을 갖는다. 특히 높은 흡광계수로 인하여 박막화가 가능하다는 점은 투명 태양전지로써의 가능성을 높이는 부분이다.
최우선적으로 요구되는 태양전지 성능은 무엇인가? 태양전지가 기존 발전 시스템을 대체하기 위해서는 최우선적으로 태양전지 성능 향상이 이루어져야 한다. 성능이라 함은 높은 광전변환효율, 고내구성, 대면적 모듈 공정 적합성, 탠덤화가능성, 유연성 등 다양한 인자를 포함한다. 일조량이 좋은 사막 혹은 초원에 대규모로 설치하던 초기 태양발전시스템의 경우 광전변환효율, 내구성 등 태양광 발전이라는 소자 본연의 목적에 충실한 인자가 중요했던 반면, BIPV (Building Integrated Photovoltaic System) 및 VIPV (Vehicle Integrated Photovoltaic System)로 대표되는 도심형 발전시스템에서는 투광성, 다채로운 컬러 제어 가능성 등의 인자들이 새롭게 주목을 받고 있다.
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참고문헌 (11)

  1. D. J. Lipomi, M. Vosgueritchian, B. C. Tee, S. L. Hellstrom, J. A. Lee, C. H. Fox, Z. Bao, "Skin-like pressure and strain sensors based on transparent elastic films of carbon nanotubes," Nat. Nanotechnol., Vol. 6, No. 12, pp. 788-792, 2011. 

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  2. Z. Wu, Z. Chen, X. Du, J. M. Logan, J. Sippel, M. Nikolou, A. G. Rinzler, "Transparent, Conductive Carbon Nanotube Films," Science, Vol. 305, No. 5688, pp. 1273-1276, 2004. 

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  3. Z. Li, S. A. Kulkarni, P. P. Boix, E. Shi, A. Cao, K. Fu, N. Mathews, "Laminated carbon nanotube networks for metal electrode-free efficient perovskite solar cells," ACS Nano, Vol. 8, No. 7, pp. 6797-6804, 2014. 

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  4. P. You, Z. Liu, Q. Tai, S. Liu, F. Yan, "Efficient semitransparent perovskite solar cells with graphene electrodes," Adv. Mater., Vol. 27, No. 24, pp. 3632-3638, 2015. 

  5. S. Xiao, H. Chen, F. Jiang, Y. Bai, Z. Zhu, T. Zhang, Y. Qu, "Hierarchical Dual­Scaffolds Enhance Charge Separation and Collection for High Efficiency Semitransparent Perovskite Solar Cells," Adv. Mater. Interfaces, Vol. 3, No. 17, pp. 1600484-1600490, 2016. 

  6. Q. Xue, Y. Bai, M. Liu, R. Xia, Z. Hu, Z. Chen, H. L. Yip, "Dual Interfacial Modifications Enable High Performance Semitransparent Perovskite Solar Cells with Large Open Circuit Voltage and Fill Factor," Adv. Energy Mater., Vol. 7, No. 9, pp. 7499-7504, 2017. 

  7. J. Zhao, K. O. Brinkmann, T. Hu, N. Pourdavoud, T. Becker, T. Gahlmann, B. Cheng, "Self­Encapsulating Thermostable and Air­Resilient Semitransparent Perovskite Solar Cells," Adv. Energy Mater., Vol. 7, No. 14, pp. 1602599-1602606, 2017. 

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  8. D. Bryant, P. Greenwood, J. Troughton, M. Wijdekop, M. Carnie, M. Davies, D. Worsley, "A transparent conductive adhesive laminate electrode for high­efficiency organic-inorganic lead halide perovskite solar cells," Adv. Mater., Vol. 26, No. 44, pp. 7499-7504, 2014. 

  9. P. Lee, J. Lee, H. Lee, J. Yeo, S. Hong, K. H. Nam, S. H. Ko, "Highly stretchable and highly conductive metal electrode by very long metal nanowire percolation network," Adv. Mater., Vol. 24, No. 25, pp. 3326-3332, 2012. 

  10. C. Y. Chang, K. T. Lee, W. K. Huang, H. Y. Siao, Y. C. Chang, "High-performance, air-stable, low-temperature processed semitransparent perovskite solar cells enabled by atomic layer deposition," Chem. Mater., Vol. 27, No. 14, pp. 5122-5130, 2015. 

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  11. Y. Fang, Z. Wu, J. Li, F. Jiang, K. Zhang, Y. Zhang, B. Hu, "High­Performance Hazy Silver Nanowire Transparent Electrodes through Diameter Tailoring for Semitransparent Photovoltaics," Adv. Funct. Mater., Vol. 28, No. 9, pp. 1705409-1705416, 2018. 

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