홀 수송층 엔지니어링을 통한 엑시톤 분리 및 핫 홀 추출 촉진으로 25.51% 효율의 고효율 페로브스카이트 태양전지 실현

요약 페로브스카이트 층에서의 효과적인 엑시톤 분리 및 핫 홀 추출은 고성능 페로브스카이트 태양전지(PSC)를 달성하는 데 중요한 의미가 있으며, 그러나 홀 수송층(HTL)이 두 가지 문제에 미치는 영향은 종종 무시됩니다. 본 연구에서는 유기 반도체(WL)를 잘 알려진 스피로-OMeTAD에 처음으로 도입하여 두 가지 다른 HTL(Spiro-OMeTAD, Spiro-OMeTAD+WL)을 제공하며, 이를 통해 역동적 과정을 실험적으로 탐구할 수 있도록 합니다. 우리는 WL의 도입이 Spiro-OMeTAD+WL 기반 HTL의 홀 수송 능력과 내장 전기장을 크게 향상시킨다는 것을 발견하였으며, 이는 페로브스카이트 층의 엑시톤 분리를 촉진하는 데 도움을 줍니다. 동시에, 과도 흡수 분광학 연구는 Spiro-OMeTAD+WL 기반 HTL이 대조군인 Spiro-OMeTAD보다 핫 홀 추출 효율이 거의 두 배 더 높음을 명확하게 보여줍니다. 따라서 강화된 엑시톤 분리와 핫 홀 추출은 페로브스카이트/HTL 인터페이스에서의 전하 축적을 줄이고 장치 내 전하 캐리어 재결합을 억제할 수 있습니다. 그 결과, WL 기반 장치는 전력 변환 효율이 22.35%에서 25.51%로 크게 향상되었습니다. 본 연구의 발견은 향후 PSC 효율을 개선하는 데 유용한 통찰력을 제공할 수 있습니다.