Study on Improved Morphology of Photoactive Layer for High Efficiency Perovskite Solar Cells

Abstract

고효율 (CH3NH3)PbI3 (MAPbI3) 페로브스카이트(perovskite) 층을 형성하기 위한 processing additive dripping (PAD) 방법이 조사되었다. Dimethylformamide에 용해된 MAPbI3 페로브스카이트 전구체를 주조하는 동안 소량의 diiodooctane (DIO)을 포함하는 클로로벤젠(CB)을 간단히 dripping하는 방법으로 제조된 MAPbI3(CB/DIO) 페로브스카이트는 높은 결정성 및 넓은 표면을 완전히 균일하게 나타냈다. 기판의 흡착률 및 몰폴로지는 평면 헤테로 접합(PHJ) 페로브스카이트 태양 전지(PrSCs)의 광전지 성능에 중대한 영향을 미쳤으며, 0.91V의 높은 개방회로 전압(opencircuit voltage)과 80.87 %의 가장 높은 충전 계수(fill factor)로 11.45 %의 전력 변환 효율(power conversion efficiency)을 가져온다. 더욱이, PAD 접근법은 보다 큰 활성 영역에 걸쳐서도 성능 손실이나 변동 없이 높은 효율, 재현성, 균일한 PHJ PrSC 장치를 위한 효율적인 MAPbI3 (CB/DIO) 페로브스카이트 층을 효과적으로 제공 할 수 있다.|A processing additive dripping (PAD) approach to forming highly efficient (CH3NH3)PbI3 (MAPbI3) perovskite layers was investigated. A MAPbI3(CB/DIO) perovskite film fabricated by this approach, which included briefly dripping chlorobenzene incorporating a small amount of diiodooctane (DIO) during casting of a MAPbI3 perovskite precursor dissolved in dimethylformamide, exhibited superior smooth, uniform morphologies with high crystallinity and large grains and revealed completely homogeneous surface coverage. The surface coverage and morphology of the substrate significantly affected the photovoltaic performance of planar heterojunction (PHJ) perovskite solar cells (PrSCs), resulting in a power conversion efficiency of 11.45% with high opencircuit voltage of 0.91 V and the highest fill factor of 80.87 %. Moreover, the PAD approach could effectively provide efficient MAPbI3(CB/DIO) perovskite layers for highly efficient, reproducible, uniform PHJ PrSC devices without performance loss or variation even over larger active areas.