메틸암모늄 브로마이드 합성을 통한 유무기 하이브리드 반도체 전구체 제조 연구 보고서

1. 서론

메틸암모늄 브로마이드(CH3NH3Br)는 유무기 하이브리드 페로브스카이트 태양전지의 핵심 구성요소이다. 페로브스카이트 태양전지는 높은 광전변환 효율과 저렴한 제조비용으로 차세대 태양전지 기술로 각광받지만 페로브스카이트 물질의 안정성 문제는 상용화의 큰 걸림돌이다. 따라서 본 연구에서는 고순도 메틸암모늄 브로마이드 합성을 통해 페로브스카이트의 결정 구조와 표면 특성을 개선하여 장기 안정성을 확보하는 데 초점을 맞추었다.

메틸아민과 브롬화수소산의 반응을 이용하여 메틸암모늄 브로마이드를 합성하였다. 메틸아민 40중량% 수용액을 얼음 중탕에서 냉각시키면서 브롬화수소산 48중량% 수용액을 천천히 첨가하는 방식을 사용하였고 산화 방지를 위해 질소 분위기를 유지하였다. 반응은 0도에서 2시간 동안 진행되었으며 반응 후 용액을 감압 건조하여 메틸암모늄 브로마이드 결정을 얻었다. 결정은 진공 오븐에서 60도에서 24시간 동안 건조하여 잔류 수분을 제거하였다.

합성된 메틸암모늄 브로마이드의 특성 분석을 위해 X선 회절 분석 XRD 열중량 분석 TGA 핵자기 공명 분광법 NMR 및 Karl Fischer 적정법을 이용하였다. XRD …