유기금속 복합체를 이용한 인버티드 페로브스카이트 태양전지의 전극 일 함수 조정

인버티드 페로브스카이트 태양전지(PSC)에서 외부 음극으로 사용되는 저일함수(WF) 금속(은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu) 포함)은 공기 노출로 인한 산화 및 할로겐 확산으로 인한 부식으로 인해 장치의 장기 안정성을 위협받습니다. 음극 인터레イヤ(CIL)는 금속 WF를 줄여 장치의 전력 변환 효율(PCE)을 향상시키는 데 기대를 모으고 있습니다. 그러나 현재의 CIL 재료가 고일함수 금속(예: Au)을 음극으로 사용하여 우수한 PCE와 장기 안정성을 가진 PSC를 달성하는 것은 여전히 도전과제입니다. 여기에서는 합성된(카르볼롱 유래) 유기금속 복합체를 CIL로 사용하여 인버티드 PSC에서 전극 WF를 조정합니다. 밀도 함수 이론 계산 및 표면 특성 분석 결과, 음이온과 양이온을 포함하는 유기금속 복합체가 금속 표면에 음이온-양이온 쌍극자를 형성할 수 있는 경향이 있음을 보여주어 금속의 WF를 대폭 줄였습니다. 이러한 유기금속 복합체로 수정된 Ag 음극을 기반으로 한 태양전지의 PCE는 21.29%까지 상승하였고, 83.52%에 달하는 주목할만한 충전 계수를 기록하였으며, 이는 쌍극자 강화된 캐리어 수송에 기인합니다. 이러한 유기금속 복합체와 함께 Au를 음극으로 사용하는 경우 PSC의 환경적 안정성이 더욱 개선되었으며, 수정된 장치는 4080시간 저장 측정 후 효율 손실을 보이지 않았습니다.