페로브스카이트 태양전지(PSC)는 26% 이상의 전력변환효율(PCE)을 달성하지만, 불활성 분위기 공정과 독성 안티솔벤트에 여전히 의존하고 있어 스케일업이 저해된다. 본 연구에서는 고리 크기(ring-size)를 조절할 수 있는 N-헤테로고리화 암모늄 이온성 액체(IL)로 변형한 에틸 아세테이트 안티솔벤트를 사용하여, 대기 조건(RH <50%)에서 PSC를 제조하는 방법을 보고한다. 사용된 IL은 1-(2-ethoxyethyl)-1-methylpyrrolidinium (PYR + )과 1-(2-ethoxyethyl)-1-methylpiperidinium (PIP + )이다. 비교 분석 결과, 고리 크기가 더 작은 PYR + 양이온은 초박막 계면 저차원 페로브스카이트 층을 형성할 뿐 아니라 (100) α-상 배향을 향상시키고 트랩 상태를 억제한다. 또한 유익한 면내 압축 격자 변형을 유도하여, 종합적으로 우수한 결정성을 갖는 고품질 박막을 형성한다. 1-sun 조명과 전기적 바이어스 하에서의 in situ GIWAXS는 IL 처리와 함께 α→δ 상 전이 및 PbI 2 형성이 방지됨을 보여주며, 이는 안정적인 광전류 출력과 직접적으로 연관된다. PYR + 를 포함하는 PSC는 최고 PCE 24.7%를 달성하고, 습열(85 °C/85% RH) 스트레스 1000 h 후에도 초기 효율의 90% 이상을 유지한다. 이러한 결과는 고리 크기 조절이 가능한 N-헤테로고리화 암모늄 이온성 액체가 대기 공정 기반의 고성능 및 내구성 PSC를 위한 스케일업 가능한 다기능 첨가제로서 기능함을 입증한다.

*본 초록은 AI를 통해 원문을 번역한 내용입니다. 정확한 내용은 하기 원문에서 확인해주세요.