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페로브스카이트 태양전지의 안정성 향상과 탠덤 전극·소자 구현

Stability Enhancement and Electrode Integration for Perovskite Solar Cells

연구 내용

FA/Cs 기반 Pb-Sn 페로브스카이트의 구조·광전특성과 반투명·탠덤 소자 구성을 연결하여 장기 안정성과 효율을 함께 높이는 연구

페로브스카이트 태양전지는 높은 광전환 성능을 가지지만 열·대기 안정성과 계면 열화가 상용화 제약 요인으로 작용합니다. 본 연구는 MA 비사용 조성에서 FA/Cs 기반 Pb-Sn 페로브스카이트의 구조적 특징을 정리하고, 반투명 및 탠덤 구성을 위한 투명 전극과 상부 전극 설계로 계면 장벽 형성을 억제하는 전략을 적용합니다. 또한 N 도핑 SnO2 전면 전극과 ETL/전극 간의 에너지 정렬 및 균일 계면을 확보하여 소자 성능과 장기 열화 저항성을 동시에 검증합니다. 최종적으로 용액프리·박막 공정과 연동해 반투명 페로브스카이트 소자의 제작 가능성을 확장합니다.

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연구 흐름

초기에는 FA/Cs 기반 Pb-Sn 페로브스카이트의 안정성 관련 쟁점을 구조·광전자 관점에서 체계화하고, 조성 설계가 밴드갭과 열적 거동에 미치는 영향을 정리하는 연구를 수행했습니다. 이후에는 반투명 소자 구현을 위해 ETL/상부 전극 계면에서 발생하는 전하 수송 저해 요인을 분석하고, 투명 전극의 조성과 작업함수 특성을 조절하는 방향으로 연구를 확장했습니다. 최근에는 스퍼터 기반 전극 공정과 저온 친화적 박막 형성 조건을 결합해 에너지 장벽이 완화된 탠덤 연동 구조를 구현하는 흐름으로 진행하고 있습니다. 또한 제작 공정의 공업적 적용성을 높이기 위한 용액프리 제작 기술 개발로 확장하고 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

  • 반투명 태양전지 모듈
  • 페로브스카이트-실리콘 탠덤 소자
  • 장기 구동형 에너지 수확 시스템
  • 대면적 전극 통합 공정
  • 투명전극 기반 전력 변환 모듈
  • 계면 열화 억제 설계
  • 저온 공정 친화형 소자 플랫폼
  • 실내외 광원 대응형 전력 시스템
  • 유연 기판 연동 가능 구조
  • 소자 성능-광투과 균형 설계

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