일반총설 고분자 과학과 기술 제 35 권 6 호 2024년 12월 453 페로브스카이트 태양전지 대면적 모듈 연구 동향 Recent Advancements in Large-area Perovskite Solar Cells and Modules 유소민ㆍ김영윤 | So-Min YooㆍYoung Yun Kim Division of Advanced Materials, Korea Research Institute of Chemical Technology KRICT , 141 Gajeong-ro, Yuseong-gu, Daejeon 34114, Korea E-mailyykim@krict.re.kr 1. 서론 기후변화의 영향이 실제 삶의 위협으로 다가오고 있는 현재, 늘어나는 에너지 수요 감당을 위해 2050 탄소 중립 실현이 전세계에서 정책적으로 실현 중이며, 이에 따라 2050년까지 태양광을 통한 전력 생산이 38% 이상을 차지해야 할 것으로 예상되고 있다.1 태양광 발전의 보급량 확대는 기존 실리콘 태양전지 외에도 페로브스카이트를 포함한 차세대 태양전지를 활용하여 진행될 것으로 기대되고 있다. 페로브스카이트 태양전지는 ...

유소민ㆍ김영윤 고분자 과학과 기술 제 35 권 6 호 2024년 12월 455 감소하게 된다. 선행 연구 결과 대략 0.5 cm 이상으로 최소 축방향 길이가 길어지는 경우 충진율 fill factor, FF 이 급격하게 떨어짐에 따라 PCE 또한 감소하게 된다. 이를 극복하고 대면적에서도 소면적과 유사한 성능을 얻기 위해서는 단순 기판 크기를 키우는 것이 아닌, 표면 저항 이슈를 극복할 수 있는 새로운 형태의 모듈 디자인이 필수적이다.11 현재 일반적으로 대면적 모듈에서는 박막 형성 법으로써 블레이드 코팅, 슬롯-다이 코팅, 잉크젯 프린팅 등이 대체로 사용되며, 상변환 방법으로 기체 분사법 및 진공 플래시법, 모듈 구조로써 직렬 셀 연결 구조가 표준적으로 사용되고 있다. 자세한 내용은 다음 단락에서 소개하기로 한다. 한국 화학연구원에서도 다양한 코팅/프린팅 법을 통해 전...

유소민ㆍ김영윤 고분자 과학과 기술 제 35 권 6 호 2024년 12월 457 결국 불균일한 박막이 형성되게 된다. 따라서 물리적 수단을 통해 빠르게, 효과적으로 용매 제거를 통한 용해도 감소를 일으키는 것이 가장 중요한 요소라고 할 수 있다. 이 때 사용되는 물리적 수단은 열, 바람, 진공 등으로 순간적 용매 제거를 목적으로 물리적 에너지를 가해 용해도 감소를 일으키는 것이 공통 목적이다. 초기에는 기판에 열을 가하는 핫 캐스팅 hot casting 방법이 주로 활용되어 왔으나, 해당 방법은 기판 자체의 열에 의한 변형과 하부층 데미지 등 다양한 고려 요소가 많으며 상변환을 위한 에너지 소모가 심하므로 에너지 소모를 줄이기 위해 낮은 온도에서 박막을 형성하는 것을 지향함에 따라 점차 사용되지 않고 있다.26 이 외에 사용될 수 있는 방법은 용액을 열로 증발�...

유소민ㆍ김영윤 고분자 과학과 기술 제 35 권 6 호 2024년 12월 459 도입이 필요하다. 이를 위해 Kim et al.은 페로브스카이트 박막 형성에 gamma-butyrolactone GBL , methylsulfonemethane MSM , 및 butyl acetate BA 와 같은 친환경 용매 및 비용매를 적용해 대면적 박막을 제작한 결과를 발표했으며, 인체/환경 유해성을 최소화한 제작 공정을 통해서도 활성 면적 기준으로 21% 이상의 대면적 모듈 효율을 달성하였다.51 페로브스카이트를 유연 기판 위에 적용하여 가볍고 유연한 폼팩터 form factor 를 갖는 발전원으로 쓰고자 하는 연구 또한 진행중이다. Xu et al.은 최근 새로운 유연 페로브스카이트 모듈의 성과를 발표하였는데 이 연구에서는 정공 수송층 poly triaryl amine PTAA 과 페로브스카이트 층의 접합성을 개선하기 위해 OH-와 벤젠 고리를 포함한 새로운 첨가제인 ET 분자 entinostat 를...

유소민ㆍ김영윤 고분자 과학과 기술 제 35 권 6 호 2024년 12월 461 15. F. Cassella, R. D. J. Oliver, T. Thornber, S. Tucker, R. Goodwin, D. G. Lidzey, and A. J. Ramadan, J. Mater. Chem. C, 12, 13332 2024 16. X. Xu, Y. Li, Z. Liu, M. Zhang, and Q. Chen, Solar Energy, 272, 11246 2024 17. T. Bu, J. Li, H. Li, C. Tian, J. Su, G. Tong, L. K. Ono, C. Wang, Z. Lin, and F. Huang, Science, 372, 1327 2021 18. QD Solar lnc. 2023 , retrieved from https//www.businesswire. com/news/home/20230214005803/en/qd-solar-reportcells-developed-for-large-scale-manufacturing, AccessedNov. 2024. 19. Y. Y. Kim, T. Y. Yang, R. Suhonen, M. V lim ki, T. Maaninen, A. Kemppainen, N. J. Jeon, and J. Seo, Adv. Sci., 6, 1802094 2019 20. Y. Y. Kim, T. Y. Yang, R. Suhonen, A. Kemppainen, K. Hwang, N. J. Jeon, and J. Seo, Nat. Commun., 11, 5146 2020 21. C. Chen, J. Chen, H. Han, L. Chao, J. Hu, T. Niu, H. Dong, S. Yang, Y. Xia, Y. Chen, and W. Huang, Nature, 612, 266 2022 22. C. Chen, C. Ran, C. Guo, Q. Ya...