잉크젯 프린팅용 페로브스카이트 잉크 용매 제어를 통한 고품질 박막 제조

초록

페로브스카이트 태양전지(Perovskite Solar Cells, PSCs)의 성능 향상을 위해 활성층의 크고 균일한 결정립(grain)이 형성이 중요하다. 잉크젯 프린팅은 비접촉 패터닝 재료 낭비 최소화 대면적 및 유연 기판 호환성 등 상용화에 유리하지만, 고품질 박막을 위해 잉크 제형과 결정화 제어가 필수적이다. 본 연구에서는 고점도 보조 용매의 도입으로 잉크젯 프 린팅용 페로브스카이트 잉크의 점도를 조절하여 안정적 분사와 느린 결정화를 유도하였다. 이를 통해 핵생성을 제어, 크고 균일한 결정립을 형성하였으며, 원자힘 현미경(Atomic Force Microscope, AFM), 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope, SEM), X선 회절(X-ray Diffraction, XRD) 분석 결과 최적화된 잉크 인쇄 박막은 단일 용매 잉크대비 평균 표면 거칠기(Average roughness, Ra)를 75.6% 감소, 결정립 크기 약 2배 증가하는 결과를 보였다. 이와 같이 추가 공정없이 잉크 제형법만으로 활성층을 개선가능한 용매 제어 방법은 잉크젯 프린팅 기반 PSCs의 상용화 가능성을 높이는 데 기여할 것으로 기대된다.

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