페로브스카이트/TOPCon 태양전지 효율 향상

페로브스카이트 단일 접합 및 탠덤 태양전지(TSC)는 자기조립 단층(SAM)을 기반으로 하지만, 필름 형성 중 낮은 습윤성, 페로브스카이트 결함, 그리고 최적화되지 않은 에너지 준위 정렬로 인한 계면 손실 문제에 직면해 있습니다. 이러한 문제들은 소자 성능 저하의 주요 원인으로 작용합니다. 본 연구는 효율적이고 내구성 있는 광대역 밴드갭 페로브스카이트 태양전지(WBG PSC) 및 페로브스카이트/TOPCon TSC를 위해 4,4′,4″,4‴-메탄테트라일테트라벤조산(4MA)과 Me-4PACz를 활용한 복합 SAM(Co-SAM) 전략을 제안합니다. 이 전략은 사면체 대칭 구동 분자 고정 효과를 기반으로 NiOx 상의 단층 균일성을 향상시키고 기판의 습윤성을 개선합니다. Pb-O 배위 및 수소 결합을 통해 결정화를 조절함으로써 매립된 계면 결함을 효과적으로 비활성화하고 에너지 준위 정렬을 최적화했습니다. 그 결과, 역구조 1.68 eV WBG PSC는 23.52%의 최고 효율을 달성했으며, N2 분위기 85°C에서 1000시간 열 노화 후에도 80% 이상의 안정성을 유지했습니다. 또한, Co-SAM 전략은 1 cm2 TSC의 효율을 32.26%(공인 32.10%)까지 끌어올리며 뛰어난 범용성을 입증했습니다. 이 연구는 고효율, 안정성 및 확장성을 갖춘 페로브스카이트 광전 소자를 위한 다목적 계면 엔지니어링 접근법을 제시하며, 차세대 태양전지 기술 발전에 크게 기여할 것으로 기대됩니다.