Based on characteristics of perovskite materials such as high light absorption, ambipolar charge transport, high mobility, and long carrier lifetime, perovskite solar cells (PSCs) have been received great attentions as next generation renewable energy. In addition to the high efficiency comparable to inorganic solar cells, PSCs have light weight and flexibility, applying to various applications such as portable and wearable devices. Although the efficiencies of PSCs have been increased rapidly over the past decade as the characteristics of perovskite layers have been enhanced by researches, the efficiencies of PSCs have not reached yet the theoretical values. Also, the stabilities of PSCs under moisture, heat, and light stresses still remain as problems to commercialization. In order to improve the efficiency and stability of PSCs, it is important to develop new hole transporting materials (HTMs) to reduce the energy loss between the perovskite and the electrode and protect the perovskite layer from external stresses. This dissertation describes developments of triarylamine-based polymeric HTMs to improve the efficiency and stability of PSCs and the relationship between structures, functional groups, and characteristics of HTMs and efficiency and stability of PSCs.
페로브스카이트 태양전지는 페로브스카이트 소재의 높은 빛 흡수 능력, 양극성 전하 수송 및 높은 전하 이동도, 긴 전하 수명과 같은 특징을 바탕으로 무기물 태양전지에 버금가는 높은 효율을 보이는 차세대 대체 에너지 자원으로 각광 받고 있다. 높은 효율에 더해 페로브스카이트 태양전지는 가볍고 유연한 특성을 가져 휴대용 웨어러블 소자 등 다양한 분야에 적용이 가능하다. 지난 10여 년간 연구를 통해 페로브스카이트 층의 자체의 특성 향상을 통해 페로브스카이트 태양전지의 효율은 급격히 상승하였지만 아직 이론적 효율에 미치지 못하고 있으며, 수분, 열, 광에 취약한 안정성이 여전히 문제로 남아있다. 페로브스카이트 태양전지의 효율 및 안정성을 향상시키기 위해서는 페로브스카이트 층의 결함을 극복하고 페로브스카이트와 전극 사이에 에너지 손실을 줄이면서도 페로브스카이트 층을 보호할 수 있는 중간층의 도입이 필요하며, 다양한 특성을 가지는 정공 수송층의 개발을 통해 높은 효율과 함께 우수한 안정성을 가지는 페로브스카이트 태양전지를 개발하는 것이 중요하다. 본 학위 논문에서는 페로브스카이트 태양전지의 효율 및 안정성을 상승시키기 위하여 트리아릴아민계 고분자 정공 수송 물질의 개발 및 물질의 구조, 작용기, 특성에 따른 페로브스카이트 태양전지의 효율 및 안정성과의 상관관계를 다루고자 한다.