22년 2023월 XNUMX일 (나노 워크 뉴스) 과학자들은 보다 안정적이라면 저렴한 태양전지의 기초가 될 수 있는 한 종류의 결정질 물질의 안정성을 향상시키는 데 관심이 있습니다. 혼합 할로겐화물-페로브스카이트라고 불리는 이러한 물질은 유기 물질과 무기 물질을 결합합니다. 결정은 브롬화물(브롬 화합물)과 요오드화물(요오드 화합물)을 결합한 할로겐화물이라고 불리는 일종의 화합물로 만들어집니다. 그러나 생성된 물질은 물질 형성 시 빠르고 불균등한 결정화로 인해 발생하는 구조적 결함으로 인해 불안정합니다. 이러한 결함으로 인해 브롬화물과 요오드화물이 결정 내에서 이동할 수 있습니다. 그들은 서로 다른 속도로 움직이고 전체 재료의 성능을 저하시키는 방식으로 분리됩니다. 이제 연구자들은 새로운 방법을 개발했습니다. 페 로브 스카이 트. 생성된 혼합 할로겐화물-페로브스카이트 필름은 결함이 적고 안정성이 향상되었습니다. 팀은 결과를 다음과 같이 발표했습니다. 과학 (“매우 안정적인 와이드 밴드갭 페로브스카이트 태양전지를 위한 구성 텍스처 엔지니어링”).
페로브스카이트 처리를 위한 표준 반용매 방법(왼쪽)은 브롬화물을 이동할 수 있는 과립형 필름을 생성합니다. 새로운 가스 냉각 방법은 브롬화물 이동을 줄이고 성능과 안정성을 향상시키는 훨씬 더 컴팩트한 재료를 생산합니다. (이미지: Besiki Kazaishvili, 국립 재생 에너지 연구소) 혼합 할로겐화물-페로브스카이트를 만드는 새로운 방법으로 안정성과 성능이 향상된 태양 전지가 탄생했습니다. 새로운 방법을 사용하면 페로브스카이트 결정화 속도를 더 효과적으로 제어할 수 있습니다. 이는 부분적으로 연구자들이 요오드화물에 비해 브롬화물의 더 빠른 결정화를 이해하고 활용하기 때문에 결정 구조가 더 정돈되어 있음을 의미합니다. 그 결과 결함이 적고 할로겐화물 이동이 적어 브롬화물과 요오드화물의 분리가 적은 재료가 탄생했습니다. 이는 결국 재료 전체에 브롬화물과 요오드화물이 균일하게 혼합되어 재료가 빛을 고르게 흡수할 수 있음을 의미합니다. 최종 결과는 새로운 방법을 사용하여 제작된 태양전지가 실제 조건에서 더 나은 성능을 발휘한다는 것입니다. 일반적인 할로겐화물 페로브스카이트 용액 증착은 반용매 적하 절차를 사용하여 할로겐화물 필름의 결정화를 시작합니다. 브롬화물-요오드화물 혼합 할로겐화물 페로브스카이트 필름을 제조하기 위한 표준 반용매 방법은 브롬화물과 요오드화물-페로브스카이트 상의 빠른 결정화로 인해 종종 과도한 결함 형성(예: 브롬화물 공극)을 초래합니다. 시뮬레이션에 따르면 할로겐화물 공석이 많을 때 할로겐화물 이동이 향상되는 것으로 나타났습니다. 이는 빛과 열 하에서 브롬화물-요오드화물 혼합 할로겐화물 페로브스카이트의 안정성을 제한합니다. 반용매 접근법과 비교하여, 보다 온화한 가스 급랭 방법은 결정화를 더 잘 제어하여 먼저 브롬화물이 풍부한 표면층을 생성한 다음 하향식 기둥 성장을 유도하여 표면보다 대량의 브롬화물이 적은 구배 구조를 형성합니다. 지역. 반용매법은 그러한 구배 구조를 생성하지 않습니다. 이 연구에서 국립 재생 에너지 연구소(National Renewable Energy Laboratory), 톨레도 대학(University of Toledo) 및 콜로라도 볼더 대학(University of Colorado Boulder)의 연구원들은 가스 급랭 방법이 브롬화물 공석을 더 적게 생성하고 더 높은 품질의 광전자 성능을 가진 재료를 생성한다는 것을 입증했습니다. 가스 급냉법을 사용하여 제작된 태양전지는 원하는 광 흡수 특성을 유지하고 더 높은 전하 캐리어 이동도, 더 높은 개방 회로 전압 및 향상된 안정성의 형태로 향상된 성능을 제공합니다.
페로브스카이트 처리를 위한 표준 반용매 방법(왼쪽)은 브롬화물을 이동할 수 있는 과립형 필름을 생성합니다. 새로운 가스 냉각 방법은 브롬화물 이동을 줄이고 성능과 안정성을 향상시키는 훨씬 더 컴팩트한 재료를 생산합니다. (이미지: Besiki Kazaishvili, 국립 재생 에너지 연구소) 혼합 할로겐화물-페로브스카이트를 만드는 새로운 방법으로 안정성과 성능이 향상된 태양 전지가 탄생했습니다. 새로운 방법을 사용하면 페로브스카이트 결정화 속도를 더 효과적으로 제어할 수 있습니다. 이는 부분적으로 연구자들이 요오드화물에 비해 브롬화물의 더 빠른 결정화를 이해하고 활용하기 때문에 결정 구조가 더 정돈되어 있음을 의미합니다. 그 결과 결함이 적고 할로겐화물 이동이 적어 브롬화물과 요오드화물의 분리가 적은 재료가 탄생했습니다. 이는 결국 재료 전체에 브롬화물과 요오드화물이 균일하게 혼합되어 재료가 빛을 고르게 흡수할 수 있음을 의미합니다. 최종 결과는 새로운 방법을 사용하여 제작된 태양전지가 실제 조건에서 더 나은 성능을 발휘한다는 것입니다. 일반적인 할로겐화물 페로브스카이트 용액 증착은 반용매 적하 절차를 사용하여 할로겐화물 필름의 결정화를 시작합니다. 브롬화물-요오드화물 혼합 할로겐화물 페로브스카이트 필름을 제조하기 위한 표준 반용매 방법은 브롬화물과 요오드화물-페로브스카이트 상의 빠른 결정화로 인해 종종 과도한 결함 형성(예: 브롬화물 공극)을 초래합니다. 시뮬레이션에 따르면 할로겐화물 공석이 많을 때 할로겐화물 이동이 향상되는 것으로 나타났습니다. 이는 빛과 열 하에서 브롬화물-요오드화물 혼합 할로겐화물 페로브스카이트의 안정성을 제한합니다. 반용매 접근법과 비교하여, 보다 온화한 가스 급랭 방법은 결정화를 더 잘 제어하여 먼저 브롬화물이 풍부한 표면층을 생성한 다음 하향식 기둥 성장을 유도하여 표면보다 대량의 브롬화물이 적은 구배 구조를 형성합니다. 지역. 반용매법은 그러한 구배 구조를 생성하지 않습니다. 이 연구에서 국립 재생 에너지 연구소(National Renewable Energy Laboratory), 톨레도 대학(University of Toledo) 및 콜로라도 볼더 대학(University of Colorado Boulder)의 연구원들은 가스 급랭 방법이 브롬화물 공석을 더 적게 생성하고 더 높은 품질의 광전자 성능을 가진 재료를 생성한다는 것을 입증했습니다. 가스 급냉법을 사용하여 제작된 태양전지는 원하는 광 흡수 특성을 유지하고 더 높은 전하 캐리어 이동도, 더 높은 개방 회로 전압 및 향상된 안정성의 형태로 향상된 성능을 제공합니다.
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- 출처: https://www.nanowerk.com/news2/green/newsid=63699.php
