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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 한은미
- 발행연도
- 2017
- 저작권
- 전남대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수7
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본 연구는 전자수송층인 ZnO를 졸겔법 및 순환전류법으로 제막한 태양전지를 제작하고 특성을 분석하였다. 제작한 유기태양전지의 구조는 FTO / ZnO / P3HT:PCBM / PEDOT:PSS / Ag으로 P3HT:PCBM을 광활성층으로 사용하였다. SEM을 통한 모폴로지 측정 결과, 졸겔법으로 제막된 ZnO는 거미줄형태, 순환전류법으로 제막된 ZnO는 사각결정구조가 확인되었다. 제막된 ZnO의 XPS 측정 결과, 1022.4eV 에서 ZnO의 결합을 확인하였다. 전기적 특성분석을 솔라시뮬레이터로 측정하였고 ZnO 전자수송층을 갖는 유기태양전지의 광전변환효율은 순환전류법으로 제막한 소자가 최대 1.4%, 졸겔법으로 제막한 소자가 최대 1.9%를 얻었다.
졸겔법으로 제막한 ZnO 전자수송층을 갖는 페로브스카이트 태양전지를 제작후 특성분석을 하였다. 페로브스카이트 광활성층으로써 CH3NH3PbI3(MAPbI3)물질을 two-step 방법으로 스핀코팅하여 제막한 소자의 구조는 FTO / ZnO / MAPbI3 / spiro-OMeTAD / Ag다. 페로브스카이트 광활성층의 모폴로지를 SEM과 AFM으로 확인한 결과 SEM 이미지에서 사각결정구조가 막대모양으로 늘어지는 결정구조를 확인할 수 있었고 AFM에서 표면거칠기 및 평균거칠기는 각각 17.932, 13.433nm로 확인이 되었다. 페로브스카이트의 결합구조를 확인하기 위해 XRD를 2θ 범위에서 측정하였고 5~30° 사이에서 페로브스카이트 결정피크를 확인할 수 있었다. 제작된 소자의 광전변환효율을 측정한 결과 최대 약 10.3%를 얻었고 이는 P3HT:PCBM을 광활성층으로 적용한 유기태양전지보다 약 540% 향상된 수치를 보였다.
졸겔법으로 제막한 ZnO 전자수송층을 갖는 페로브스카이트 태양전지를 제작후 특성분석을 하였다. 페로브스카이트 광활성층으로써 CH3NH3PbI3(MAPbI3)물질을 two-step 방법으로 스핀코팅하여 제막한 소자의 구조는 FTO / ZnO / MAPbI3 / spiro-OMeTAD / Ag다. 페로브스카이트 광활성층의 모폴로지를 SEM과 AFM으로 확인한 결과 SEM 이미지에서 사각결정구조가 막대모양으로 늘어지는 결정구조를 확인할 수 있었고 AFM에서 표면거칠기 및 평균거칠기는 각각 17.932, 13.433nm로 확인이 되었다. 페로브스카이트의 결합구조를 확인하기 위해 XRD를 2θ 범위에서 측정하였고 5~30° 사이에서 페로브스카이트 결정피크를 확인할 수 있었다. 제작된 소자의 광전변환효율을 측정한 결과 최대 약 10.3%를 얻었고 이는 P3HT:PCBM을 광활성층으로 적용한 유기태양전지보다 약 540% 향상된 수치를 보였다.
목차
제 1 장 서 론 11.1 연구의 배경 및 필요성 1제 2 장 이론적 배경 42.1 태양전지의 기초원리 42.1.1 광전효과(Photoelectric Effect) 42.1.2 태양전지의 전류(I)-전압(V) 곡선 특징 52.1.3 태양전지의 광전변환효율 72.2 태양전지의 종류와 구동원리 112.2.1 실리콘 태양전지 112.2.2 화합물 태양전지 112.2.3 염료감응 태양전지 112.2.4 유기물 & 페로브스카이트 태양전지 122.2.4.1 페로브스카이트 물질의 구조 및 정의 142.2.4.2 페로브스카이트 태양전지의 구동원리 14제 3 장 실험 183.1 실험재료 183.2 졸겔법 및 순환전류법으로 제막한 ZnO 전자수송층을 갖는 유기태양전지의 제작 193.2.1 졸겔법을 이용한 ZnO 전자수송층의 제막 193.2.2 순환전류법을 이용한 ZnO 전자수송층의 제막 193.2.3 ZnO 전자수송층을 갖는 유기태양전지의 제작 213.3 페로브스카이트 물질을 광활성층으로 갖는 하이브리드 태양전지의 제작 233.3.1 페로브스카이트 광활성층 및 전자수송층, 정공수송층 전구체 제조 233.3.2 페로브스카이트 물질을 광활성층으로 갖는 태양전지 제작 23제 4 장 결과 및 고찰 254.1 ZnO 전자수송층의 특성분석 254.1.1 ZnO 전자수송층의 모폴로지 254.1.2 ZnO 전자수송층의 화학적 결합분석 254.2 ZnO 전자수송층을 갖는 유기태양전지의 전기적 특성분석 284.3 페로브스카이트 광활성층의 특성분석 324.3.1 페로브스카이트 광활성층의 모폴로지 324.3.2 페로브스카이트 물질의 구성성분 분석 324.3.3 페로브스카이트 광활성층의 화학적 결합분석 324.4 페로브스카이트 물질을 광활성층으로 갖는 하이브리드 태양전지의 전기적 특성분석 37제 5 장 결론 40참고문헌 42
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