고효율 페로브스카이트 태양전지에서 가장 일반적으로 사용되는 광흡수 물질은 CH3NH3PbI3이며, 이는 약 1.5eV의 밴드갭을 가지며[20] 400~800nm의 가시광선을 완전히 흡수할 수 있다. 루테늄-피리딘 복합체 N719와 비교하면 훨씬 더 높습니다. CH3NH3PbI3 광흡수 물질은 전자 수송 능력이 좋고 표면 상태와 중간 밴드 결함이 적어 광전지 장치가 더 큰 개방 회로 전압을 얻는 데 유리하며, 이것이 바로 페로브스카이트 태양 전지가 고효율 광전 변환을 달성할 수 있는 이유입니다.
현재 일반적으로 사용되는 정공수송재료(Hole Transport Material, HTM)로는 spiro-MeOTAD, P3HT(poly3-hexylthiophene), CuI, CuSCN 등이 있다. 한국의 노 연구팀은 PTAA를 HTM으로 사용하였고, 제작된 태양전지는 최대 12%의 광전변환효율을 가졌다. Giacomo 등[24]은 페로브스카이트 태양전지를 제조하기 위해 각각 P3HT와 Spiro-OMeTAD를 HTM으로 사용했습니다. 비교 결과 두 가지의 광전 변환 효율은 매우 유사했지만 P3HT를 사용한 장치의 개방 회로 전압(Voc)은 매우 유사했습니다. 0.93V로 OMeTAD 소자의 Spiro-Open 회로 전압(Voc=0.84V)보다 높았다.
정공 수송층을 포함하는 페로브스카이트 태양전지에서는 정공 수송층의 두께에 대한 요구 사항이 더 높습니다. 예를 들어, spiro-OMeTAD 층은 spiro-OMeTAD에서 상대 전극으로 이동하는 정공의 저항을 최소화하기 위해 얇아야 하며, 일반적인 페로브스카이트 광흡수 물질의 전도도는 일반적으로 10-3S/cm 정도입니다. 페로브스카이트 발생을 방지하기 위해서는 광물성 광흡수막층과 상대전극에 전류단락이 발생할 경우 spiro-OMeTAD의 두께를 적절히 증가시켜야 한다. 위와 같은 이유를 고려하여, 지속적인 실험적 탐색을 통해 정공수송필름층의 두께를 최적화해야 한다. 또한, 더 나은 투자율을 갖는 정공 수송 물질을 사용하면 더 높은 충진율과 광전 변환 효율을 얻을 수도 있습니다.
일반적으로 사용되는 정공 수송 물질인 spiro-OMeTAD의 복잡한 합성 경로와 높은 가격의 문제를 해결하기 위해 연구진은 합성이 쉽고 가격이 저렴한 저분자를 정공 수송 물질로 일련의 개발했습니다. . Christian과 Qin 등은 각각 CuI와 CuSCN을 정공 수송 재료로 사용했습니다. 실험 결과는 CuI가 spiro-OMeTAD보다 더 나은 전도성을 가지며, 이는 장치의 충전율을 효과적으로 향상시키고 광전 변환을 얻을 수 있음을 보여주었습니다. CuSCN의 정공 전달 속도는 0.01~0.1 cm2·V/s로 spiro-OMeTAD의 정공 전달 속도보다 훨씬 높으며 이는 장치의 단락 전류와 광전 전류를 크게 증가시킵니다. 변환 효율은 12.4%이다. 이들 신규 무기 정공 수송 소재는 향후 대규모 연구 및 응용 분야에서 배터리 원재료 비용 절감을 위한 spiro-OMeTAD의 대체 소재로 활용될 것으로 기대된다.
최근 Fang et al.[47]은 UV-오존 표면 처리와 염소 원소 인터페이스 부동태화라는 두 가지 핵심 기술을 처음으로 사용했습니다. FTO/CH3NH3PbI3-xClx/Spiro-OMe TAD. /Au는 정공 없이 사용되었으며, 장벽층 페로브스카이트 태양전지는 1.06V의 개방전압과 14%의 광전변환효율을 달성하였다.