Currently, leading thin film solar cell technologies of CdTe, Cu(In,Ga) $Se_2$ (CIGS), and inorganic-organic hybrid perovskites have demonstrated record efficiencies above 22 %. In spite of such remarkable advancement in photovoltaic (PV) performance, issues with toxicity (Cd), scarcity (Te and In), and stability (perovskite) of the constituent elements still remain unsolved. To meet the commercial demands in PV technologies, earth-abundant and low-toxic chalcogenides such as $Cu_2ZnSn (S,Se)_4$ (CZTSSe) or $Sb_2Se_3$ have shown promising potential, yet exhibiting low efficiencies below 13 %. In this thesis, we investigate interface and defects passivation strategies in each solar cell technologies, respectively, to improve open-circuit voltage and efficiencies. Also, an emerging ternary nitride ($MgZrN_x$) will be discussed with tuning the material properties via hydrogen and oxygen induced passivation for PV application.
선두 박막태양전지인 CdTe, CIGS, 페로브스카이트 태양전지의 경우 22 %가 넘는 고효율에도 불구하고 희귀 혹은 독성 원소를 포함하거나 안정성의 문제로 새로운 박막태양전지의 필요성이 대두되고 있다. 이를 만족하는 범용성, 저독성 기반의 다원계 칼코지나이드($Cu_2ZnSn(S,Se)_4$, $Sb_2Se_3$) 태양전지는 높은 가능성에도 불구하고 비교적 낮은 효율을 지니고 있는데 본 학위논문에서는 계면과 결함 패시베이션을 통해 칼코지나이드 태양전지 특성을 향상시키는 연구전략에 대해 다루고자 한다. 또한, 새로운 차세대 태양광소재로써, 우수한 내결함성을 지닌 나이트라이드에 대한 물성 연구와 수소와 산소 유도를 통한 패시베이션 전략에 대해 다루고자 한다.
