전자 차단은 18.5% 효율로 태양 전지를 가능하게 합니다.

독일과 스위스 과학자들은 탄소 전극을 사용하여 최대 18.5%의 효율과 500시간의 연속 조명 후에도 82%를 유지하는 페로브스카이트 태양 전지를 공동으로 개발했습니다. 이 전지의 효율은 다른 페로브스카이트 태양광 장치보다 훨씬 뒤떨어져 있지만 전체적으로 저온 공정을 사용하여 생산되므로 저비용, 대규모 생산이 가능하므로 이 접근 방식은 더 연구할 가치가 있습니다.

새로 발표된 논문에서 Fraunhofer 태양 에너지 시스템 연구소(Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems)가 이끄는 과학자들은 다음과 같이 말했습니다. "[현재 일반적으로 사용되는] 금속 접촉 전극은 표면의 금속 불순물 확산으로 인해 페로브스카이트 태양 전지의 열화를 가속화합니다. 금속 접촉을 화학적으로 대체 탄소 기반 페로브스카이트 태양 전지(C-PSC)와 같은 페로브스카이트 태양 전지의 불활성, 견고한 탄소 흑연 전극은 이러한 문제를 근본적으로 해결할 수 있으며, 산업적으로 성숙한 인쇄 기술을 기반으로 한 환경 압력 처리 기능을 가지고 있어 매우 유망합니다. 상용화를 위해."

그들은 계속해서 C-PSC 전지에서 또 다른 문제가 발생하여 탄소 전극과 페로브스카이트 층의 계면에서 성능 손실이 발생했다고 설명했습니다. 이 문제를 극복하기 위해 Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE는 Swiss Federal Institute of Technology Lausanne(EPFL)의 과학자들과 협력하여 둘 사이에 배치할 수 있는 장벽 층을 개발했습니다.

그들은 배터리의 활성층에 또 다른 페로브스카이트 구조를 증착하고 다양한 이미징 기술을 사용하여 이 추가 층이 전자가 "잘못된" 방향으로 이동하는 것을 멈추고 배터리 성능을 향상시킬 수 있음을 확인했습니다.

그들은 최근 Advanced Energy Materials에 게재된 "인쇄 가능한 저온 탄소 전극을 사용하는 고효율(18.5%) 페로브스카이트 태양 전지의 전자 차단층으로 2D 페로브스카이트 사용"에서 이 접근 방식을 설명합니다. 제목에서 알 수 있듯 연구팀은 500시간의 햇빛 노출 후에도 18.5%의 고효율 셀을 만들고 82%의 효율을 유지했다. 방벽이 없는 제어장치는 초기 효율 15.7%를 달성했지만 200시간 조명 후에는 63%의 효율을 잃었다.

"우리는 2D 페로브스카이트를 전자 차단층(EBL)으로 사용하는 것이 모든 인쇄된 C-PSC를 개발하는 미래의 효율적이고 장기적으로 안정적인 관행을 위한 길을 닦는 데 도움이 될 수 있다고 믿습니다."라고 팀이 결론지었습니다.