상세정보

사물인터넷은 4차산업혁명의 떠오르는 분야 중 하나입니다. 실내 광전지는 사물인터넷에 배터리의 사용 없이 LED 및 형광등과 같은 실내 광원으로 사물인터넷에 전력을 공급할 수 있는 잠재력으로 많은 주목을 받고 있습니다. 그 중, 페로브스카이트 태양전지는 뛰어난 광전기적 특성과 조성 가능한 밴드갭으로 실내 광전지로 각광을 받고 있습니다. 특히 CsPbI2Br 페로브스카이트 기반 광전지 경우 ~1.91 eV의 밴드갭으로 실내 광원을 수확하기 최적의 조건으로 실내 광전지에 사용에 가장 적합한 후보입니다. 그러나 낮은 용액 용해도로 인해 빠른 결정화로 작은 입자 크기 및 입자 경계로 에너지 손실이 발생하며 광전지 성능을 감소시키는 결과를 나타냅니다. 이 연구에서는 디메틸암모늄 요오다이드 (DMAI)를 CsPbI2Br 페로브스카이트 전구체 용액에 도입하여 빠른 결정화를 제어하며 에너지 손실을 최소화하기 위해 더 큰 결정 크기 및 감소된 입자 경계를 얻고 효율적인 소자를 달성하였습니다.

Internet of things (IoT) including sensors, electronic devices, and wireless antennas are one of the emerging fields in the fourth industrial revolution. Indoor photovoltaics are getting tremendous attention owing to its potential to power IoT using indoor light sources including LED and fluorescent lamps without usage of batteries. Perovskite solar cells are emerging for indoor photovoltaics (IPVs) owing to its remarkable photoelectric properties and tunable bandgap. Specifically, CsPbI2Br perovskite-based photovoltaics is the ideal candidate for IPVs due to its optimal condition of harvesting indoor light sources owing to its bandgap of ~1.91 eV. However, energy loss from its small grain sizes and grain boundaries derived from rapid crystallization owing to its low solution solubility reduces the overall photovoltaic performances. In this work, dimethylammonium iodide (DMAI) additive was incorporated into CsPbI2Br perovskite solution to control rapid crystallization and to obtain larger grain size and smaller grain boundaries for minimized energy loss and to achieve efficient device.

Contents 
Abstract   iii 
Abstract (in Korean; 국문요약)   iv 
List of Figures   v 
List of Tables   ix 
1. Introduction   1
  1.1. Generations of photovoltaics   1
  1.2. Structure and mechanism of perovskite photovoltaics   6
  1.3. Indoor photovoltaics   9
  1.4. Light sources   11
  1.5. CsPbI2Br perovskite-based photovoltaics   15
2. Materials and Methods 18
  2.1. Materials   18
  2.2. Experimental method   19
   2.2.1 Device fabrication   19
   2.2.2 Characterization   20
3. Results and Discussion   22
  3.1 Enhanced solubility of CsPbI2Br perovskite solution by introduction of dimethylammonium iodide   22
  3.2 Morphology analysis   26
  3.3 Crystallinity analysis   31
  3.4 Composition properties   36
  3.5 Optical properties   39
  3.6 Photovoltaic performances   44
4. Conclusion   53
References   54