메틸암모늄 없는 페로브스카이트 결함 제어

아이오딘-브롬 혼합 할라이드 기반의 넓은 밴드갭 페로브스카이트는 탠덤 태양전지(TSC)의 핵심 요소입니다. 그러나 브롬이 풍부한 종의 결정화 과정이 제대로 제어되지 않으면 페로브스카이트 필름의 결정립 크기가 작아지고 결함 밀도가 높아지는 문제가 발생합니다. 본 연구에서는 메틸암모늄(MA)이 없는 넓은 밴드갭 페로브스카이트 필름의 결정성을 향상시키고 결함을 비활성화하기 위해 다기능 첨가제 3,4,5-트리플루오로벤즈아마이드(TFBZ)를 도입했습니다. TFBZ는 벤즈아마이드보다 우수한 비활성화 능력을 보여주며, 불소 강화 상호작용을 통해 아이오딘 공공 및 불완전하게 배위된 Pb2+ 결함을 효과적으로 완화합니다. 또한 TFBZ의 불소 치환체는 폼아미디늄 아이오딘과 N-H···F 수소 결합을 형성하여 페로브스카이트의 결정화 속도를 지연시킬 수 있습니다. 이 방법은 1.67 및 1.79 전자볼트 MA-free 넓은 밴드갭 페로브스카이트 모두에서 결함 비활성화 및 결정 성장 조절에 효과적입니다. 이 기술을 통해 MA-free 올-페로브스카이트 탠덤 태양전지는 29.01%(공인 28.52%)의 높은 전력 변환 효율을 달성했습니다. 이는 차세대 고효율 태양전지 개발에 중요한 기여를 할 것으로 기대됩니다.