매립 계면 쌍극자 제어로 고효율 페로브스카이트 태양전지 구현

페로브스카이트 태양전지(PSC)의 매립 계면에서 발생하는 전하 수송 및 재결합 문제는 소자 효율을 저해하는 주요 요인으로 지목됩니다. 특히 역구조 페로브스카이트 태양전지(inverted PSC)의 성능 향상을 위해서는 이 문제 해결이 필수적입니다. 본 연구에서는 계면 쌍극자 화학적 브릿지 전략을 통해 이 문제를 해결했습니다. 2-(Diphenylphosphino) acetic acid (2DPAA)를 링커로 사용하여 계면 쌍극자를 재구성한 결과, 쌍극자 모멘트가 5.10 D로 크게 증대되었고, 양의 쌍극자 방향으로 최적화되었습니다. 이는 수직 정공 수송을 가속화하고 비방사성 재결합을 억제하며 페로브스카이트 결정화를 촉진하는 효과를 가져왔습니다. 최적화된 역구조 소자는 26.53%의 높은 전력 변환 효율(PCE)을 달성했으며, 공인 인증 결과 26.02%를 기록했습니다. 이 전략은 넓은 밴드갭 페로브스카이트 및 대면적 소자에도 적용되어 각각 22.02% 및 24.11%의 높은 PCE를 보였습니다. 또한, 최적화된 소자는 봉지 처리 없이도 우수한 장기 보관 및 작동 안정성을 입증했습니다. 본 연구는 효율적이고 안정적인 역구조 PSC 구현에 있어 매립 계면의 쌍극자 모멘트 및 방향 제어의 중요성을 강조합니다.