고성능 페로브스카이트 태양전지 계면 에너지 손실 최소화

자체 조립 단분자막(SAM)은 역구조 페로브스카이트 태양전지(PSC)의 정공 수집 재료로 주목받고 있습니다. 그러나 SAM의 불완전한 커버리지와 페로브스카이트/SAM 계면의 비이상적인 접촉은 계면 특성 저하와 이종접합 계면에서의 상당한 에너지 손실을 야기합니다. 본 연구에서는 5-(9H-카르바졸-9-일)이소프탈산(CB-PA)을 활용한 후조립 킬레이트 분자 브릿지 전략을 개발하여 페로브스카이트/SAM 매립 계면을 개선했습니다. CB-PA는 카르바졸 그룹 간의 π-π 스태킹을 통해 MeO-2PACz와 화학적으로 결합하고, 이중 C=O···Pb 결합을 형성하여 페로브스카이트와 킬레이트화되어 캐리어 추출을 촉진하는 브릿지 연결 계면을 구축합니다. 후조립된 CB-PA는 MeO-2PACz의 빈 공간을 채워 밀도 높은 하이브리드 SAM을 형성함으로써 균일한 표면 전위와 향상된 계면 접촉을 구현합니다. 또한, CB-PA 처리는 페로브스카이트 박막의 배향 결정화를 유도하고, 계면 결함을 비활성화하며, 매립 계면의 격자 응력을 완화하는 효과를 보였습니다. 그 결과, CB-PA 기반 역구조 PSC는 25.27%의 최고 효율을 달성했으며, 뛰어난 작동 안정성을 보였습니다. ISOS-L-2I 프로토콜에 따라 최대 전력점(MPP) 추적(65°C) 1000시간 후에도 초기 효율의 약 94%를 유지했습니다. 이 연구는 고성능 역구조 PSC의 매립 계면 문제를 해결하기 위한 혁신적인 전략을 제시합니다.