Molecular design, synthesis, and optimization of N-Alkyl carbazole-based hole transport materials for highly stable perovskite solar cells

국문 초록 (Abstract)

차세대 태양전지 기술로 주목받고 있는 페로브스카이트 태양전지는 높은 효율에도 불구하고, 정공수송물질인 Spiro-OMeTAD의 열안정성 문제가 상용화를 저해하고 있다. 본 연구에서는 N-알킬화 카바졸 기반 스피로 유도체 4종 (ethyl, butyl, hexyl, octyl)을 합성하여 용해도와 열안정성을 동시에 개선하였다. 결과적으로 N-알킬화에 의한 용해도 증가가 필름 균일성 및 계면 품질을 개선하여 재결합손실을 억제함으로써 높은 광전변환효율을 달성하였다. 본 연구는 N알킬화가 전자구조를 유지하면서 용해도 및 열적안정성 향상을 동시에 달성할 수 있는 효과적인 분자설계 전략임을 입증하였으며, 고온작동 조건에서도 우수한 안정성을 갖는 차세대 페로브스카이트 태양전지 개발의 기반을 마련하였다.

목차 (Table of Contents)

• 1. Introduction 1
• 2. Experimental 9
• 2.1. General 9
• 2.2. Synthesis 11
• 2.3. Solution preparation and Solar cell device fabrication 29
• 3. Results And Discussion 31
• 3.1. Solubility Test 31
• 3.2. Optical and Electrochemical Properties 34
• 3.3. Thermal Properties· 39
• 3.4. Device Photovoltaic Properties 45
• 4. Conclusion 51
• References 52
• Curriculum Vitae 58
• Abstract 59