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양전하 도핑이 태양전지를 고효율화 시킨다 ~태양전지 구성재료의 마이크로 동작을 실험적으로 해명~

2017/03/22

 쓰쿠바대학 수리물질계 마루모토 가즈히로(丸本一弘)준교수 연구팀은 규슈공업대학(九州工業大学) 생명체공학 연구과의 오고미 유헤이(尾込裕平)교수, 하야세 슈지(早瀬修二)교수의 연구팀과 공동으로 페로브스카이트 태양전지 안의 정공 수송 재료의 도핑(첨가)에 의한 효율상향에 미시적 기능 해명에 성공했습니다.

 본 연구에서는 페로브스카이트 태양전지에 사용된 전형적인 재료인 spiro-OMeTAD와 전도성을 상향시키기 위해 첨가된 리튬염(Li-TFSI)에 착목하여 전자스핀공명(ESR)분광을 이용해서 재료 내의 정공(양전하) 형성과 이동 형태를 검출했습니다. 그 결과 리튬염에서 spiro-OMeTAD 안의 정공이 도핑이 되고, 다른 정공이 자유롭게 이동할 수 있게 되어 전류를 운반하는 능력이 향상하는 메커니즘을 밝혔습니다.

 그림 Spiro-OMeTAD 박막시료 ESR 스펙트럼의 Li-TFSI 도핑 의존성. 빨간선은 Li-TFSI 도프 시료의 데이터, 파란선은 Li-TFSI 미도프 시료의 데이터를 가르킴.

게재논문

【제목】 Direct observation of dramatically enhanced hole formation in a perovskite-solar-cell material spiroOMeTAD by Li-TFSI doping
(페브로스카이트 태양전지 재료spiro-OMeTAD 안의Li-TFSI 도핑에 의한 극적으로 증강된 정공 형성의 직접 관찰)
【저자명】 Miki Namatame, Masaki Yabusaki, Takahiro Watanabe, Yuhei Ogomi, Shuzi Hayase, and Kazuhiro Marumoto
【게재지】 Applied Physics Letters

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