#자기조립단분자막 | 큐픽스 에너지

중국 연구진, 유기 태양전지용 분자 고정 전략 개발

중국과학원 닝보재료기술공정연구소 연구팀이 유기 태양전지의 전극과 정공수송층 계면을 안정화하는 분자 고정(molecular locking) 전략을 개발했다. 진공 증착한 염화인듐(InClx) 중간층이 리간드 교환을 유발해 인듐-산소-인(In-O-P) 배위 네트워크를 형성하고, 자기조립 단분자막(SAM)을 치밀하고 균일하게 고정한다. 소면적 소자는 20.4%의 전력변환효율을 기록했고, 개구면적 15.6cm² 모듈에서는 활성면적 기준 18.8% 효율을 달성했다고 교신저자 류취안 교수는 밝혔다. 소자는 25℃ 연속 운전 조건에서 2,000시간 최대전력점 추적 후 초기 효율의 85% 이상을 유지했다. 연구는 학술지 Joule에 'Chloride-mediated SAM locking via ligand-exchange reaction enables 18.8% active-area efficiency and stable organic solar modules' 논문으로 게재됐으며, 중국국가자연과학기금과 닝보 공익연구계획의 지원을 받았다.

10월 29일

태양광·풍력pv magazine

대칭성 파괴 분자 조합으로 역구조 페로브스카이트 효율 26.32% 달성

국제 공동 연구진이 역구조 페로브스카이트 태양전지의 정공수송층에 쓰이는 자기조립단분자막(SAM) 개선 전략인 '대칭성 파괴 공조립(SBC)'을 제시했다. 대칭 분자 MeO-2PACz에 비대칭 분자 DTCA를 섞는 방식으로, AFM-IR 측정에서 표면 피복률은 MeO-2PACz 단독 60.6%, MeO-TCA 62.2%, MeO-DTCA 82.4%로 나타났으며 몰비 4:1이 최적으로 확인됐다. ITO 기판·MeO-DTCA 정공선택층·페로브스카이트 흡수층·PCBM 전자수송층·BCP 버퍼층·은 전극으로 구성한 소자는 0.08cm2에서 26.32%, 1cm2에서 25.34%의 전력변환효율을 기록했고 인증 효율은 25.6% 이상이었다. 봉지된 소자는 최대전력점에서 1,150시간 작동 후 초기 효율의 93%를 유지했다. 연구 결과는 Nature Communications에 'Symmetry-Breaking Co-Assembly of Conjugated Molecules Boosts Perovskite Photovoltaics' 제목으로 게재됐으며, 홍콩폴리텍대·중국과학원·뉴사우스웨일스대·서리대·고려대·카를스루에공대 등이 참여했다.

9월 16일