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논문 기본 정보

자료유형
학위논문
저자정보

이승연 (충남대학교, 충남대학교 대학원)

지도교수
김영진
발행연도
2021
저작권
충남대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2021

Effect of Interparticle Interaction of Tin dioxide Nanoparticles on Coating and Drying process for Electron Transport Layer(ETL) of Solar Cell
이승연 고분자공학과 2021.01 학위논문

2020

Effect of Isopropyl Alcohol (IPA) on Tin Oxide (SnO₂) Nanoparticle (NP) Suspension and Dried Film for Electron Transport Layer (ETL) of Solar Cell
이승연 ,  명진석 ,  함동석 외 3명 한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집 2020.10 학술대회자료

초록· 키워드

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For large solar panel, it is important to manufacture uniformly coated layers through precise solution/coating/drying processes. In this study, we investigated the ETL film properties of nanoparticle(NP) suspensions for perovskite solar cell. Tin dioxide NPs dispersed in water are appropriate for low temperature R2R process, but additional cosolvent(IPA) is needed to increase a processability due to high surface tension of the suspension. The effect of IPA concentration on dispersion properties of the suspension and the surface morphology of coated and dried film were analyzed. The addition of IPA increased the wettability of the suspension on a substrate but induced NP agglomeration, which affected the ETL film morphology and Power Conversion Efficiency(PCE). In addition, we investigated the structure formation of particles in suspension state and in drying process using the Brownian dynamics simulations. The structure formation were discussed for various attractive strengths and drying rates. These studies are of great interest in applications such as large area film manufacturing as well as for the understanding of the dynamical behavior of attractive colloidal suspensions.
#Perovskite Solar Cell #Nanoparticle suspension #Coating and Drying process #Brownian Dynamics Simulation

목차

List of Tables iv
List of Figures v
1. 연구배경 1
2. 연구목적 4
Part Ⅰ. 페로브스카이트 태양전지 실험 6
1. 이론 6
1.1 페로브스카이트 태양전지(PSCs) 구조 및 재료 6
1.1.1 PSCs 구조 6
1.1.2 PSCs 의 다층박막 전자재료 8
1.1.2.1 페로브스카이트 (흡광층) 8
1.1.2.2 Tin dioxide 나노입자 (전자이동층) 10
1.2 Cosolvent 역할 13
1.3 습식 코팅 공정 14
1.3.1 스핀코팅 14
1.3.2 롤투롤 슬롯다이 15
2. 실험 16
2.1 시약 및 재료 16
2.1.1 페로브스카이트 및 정공이동층 코팅액 제조 18
2.1.2 Tin dioxide 현탁액 제조 20
2.2 Tin dioxide 현탁액 특성 분석 22
2.2.1 IPA 용매 첨가 조성에 따른 나노입자크기 측정(DLS) 22
2.2.2 IPA 용매 첨가 조성에 따른 유변물성 측정 22
2.3 코팅공정에 따른 다층박막 제조 24
2.4 Tin dioxide 현탁액 코팅 후 필름 특성 분석 27
2.4.1 원자간력 현미경(AFM) 27
2.4.2 광학 현미경 27
2.5 페로브스카이트 태양전지 특성평가 28
2.5.1 전자이동층 필름 특성에 따른 광전변환효율 측정 28
3. 결과 29
3.1 Tin dioxide 현탁액 특성분석 결과 29
3.1.1 IPA 용매 첨가 조성에 따른 나노입자크기 측정 결과 29
3.1.2 IPA 용매 첨가 조성에 따른 유변물성 측정 결과 31
3.2 Tin dioxide 현탁액의 코팅 후 필름 특성 분석 결과 33
3.2.1 원자전자현미경 (AFM) 분석 결과 33
3.2.2 광학 현미경 분석 결과 37
3.3 페로브스카이트 태양전지 특성평가 결과 39
4. 고찰 41
Part Ⅱ. 시뮬레이션 43
1. 이론 43
1.1 브라운 동역학 시뮬레이션 (BD Simulation) 43
1.1.1 입자 동역학 43
1.1.2 브라운 동역학 45
2. BD 시뮬레이션 조건 48
2.1 Agglomeration 시뮬레이션 48
2.2 Drying 시뮬레이션 50
3. 결과 51
3.1 Agglomeration 시뮬레이션 결과 51
3.1.1 Agglomeration 결과 구조분석 53
3.2 Drying 시뮬레이션 결과 58
3.2.1 Drying after agglomeration 58
3.2.1.1 Local volume fraction 61
3.2.1.2 Surface Morphology 63
3.2.2 Drying with agglomeration 66
3.2.3 Drying: effect of initial state 69
4. 고찰 71
3. 결론 73
References 76

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