기존 에너지원의 한계점 때문에 전 세계적으로 현재의 에너지원을 대체할 수 있는 에너지 변환 기술에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 수력, 풍력, Biomass, 태양광 등의 에너지원을 우리가 사용할 수 있는 전기에너지로 변환하는 기술도 이에 포함이 된다. 최근 안전하고 에너지원이 무제한으로 공급가능하며 유지보수가 용이한 것 등 무수한 장점을 가지고 있는 친환경적인 ...
기존 에너지원의 한계점 때문에 전 세계적으로 현재의 에너지원을 대체할 수 있는 에너지 변환 기술에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 수력, 풍력, Biomass, 태양광 등의 에너지원을 우리가 사용할 수 있는 전기에너지로 변환하는 기술도 이에 포함이 된다. 최근 안전하고 에너지원이 무제한으로 공급가능하며 유지보수가 용이한 것 등 무수한 장점을 가지고 있는 친환경적인 태양전지에 대한 관심이 커지고 있다. 태양전지는 태양의 빛에너지를 바로 일상생활에서 사용할 수 있는 전기에너지로 바꿔주는 광전 변환 기술을 이용한 기술이다. 현재까지는 실리콘을 중심으로 한 무기 태양전지가 많은 발전을 이루어 왔다. 무기 실리콘 태양전지는 그 광전 변환 효율이 20%이상으로 비록 45%를 넘는 화력발전의 효율에는 한참 미치지 못하지만, 추가적인 오염물질의 배출이 없다는 이점을 갖고 있다. 하지만 무기 실리콘 태양전지를 이루는 재료들의 경제성과 그 수급에 한계를 보이는 문제점을 갖고 있다. 그리고 무겁고 유연성이 부족하여 휴대성이 떨어진다는 단점도 갖고 있다. 이에 비해 유기 태양전지의 경우 재료단가가 낮고, 재료의 수급과 개발이 용이한 장점을 지니고 있어 학계 및 산업계의 많은 관심을 모으고 있다. 비록 아직 광전 변환 효율이 낮은 편이고, 대면적화와 전지수명 등에서의 문제점들을 갖고 있지만 가벼우며 유연성 있는 소재의 개발이 용이하다는 장점으로 많은 연구가 진행되고 있다. 또한 R2R공정을 적용하여 저가대량생산이 가능한 장점이 있으며, 최근에는 8%이상의 효율을 내는 유기태양전지가 지속적으로 발표되고 있으며, 효율 향상을 위한 다각적인 연구가 시행되고 있다. 유기태양전지는 다양한 응용제품으로 휴대용 충전기용, 기능성 의류와 가방, 일반텐트, 차량용등에 용도개발과 신시장 창출을 위해 노력하고 있다. 이에 용도별로 소비자가 요구하는 외부환경요인인 온도, 습도등에 대한 안정성부분인 내구성에 대한 관심이 커지고 있으며, 이를 만족하는 것이 유기태양전지가 가지고 있는 숙제이다. 따라서 본 논문에서는 온도, 습도등 외부환경 요인별로 유기태양전지의 효율 변화를 비롯한 특성변화를 시험을 통하여 조사하고 분석하였으며, 봉지소재 및 기술과의 연관성도 함께 조사 및 실험하였다. 외부 환경요인들에 대한 시험결과는 상온과 유사한 온도와 습도 조건에서의 광전 변환 효율은 서서히 일정하게 감소하였지만, 고온조건에서의 광전 변환 효율은 빠르게 감소하였고, 다습조건과 light 사용여부에 따른 광전 변환효율은 거의 변화가 없었다. 또한 고온다습조건과 함께 light 사용을 동시에 적용시에는 시간에 따른 광 변환 효율이 급격하게 감소하였으며, 심지어는 100시간 이상에서는 효율이 나타나지 않는 경우가 발생하였다. 이에 환경요인들중에서 습도와 산소를 흡착하는 기능을 가지고 있는 게터(getter)를 사용하여 광 변화 효율을 시험하고 평가하였다. 결과적으로 게터(getter)를 미사용한 유기태양전지 소자 대비하여 광 변환 효율의 급격한 감소를 지연시키고 내구성을 보완하는 역할을 할 수 있음을 알 수 있었다. 이에 유기태양전지 소자의 내구성 강화를 위해서는 소재, 공정등의 다양한 연구개발을 지속적으로 수행하여 유기태양전지의 제품화와 상업화의 시기를 조기에 달성할 수 있도록 꾸준한 연구개발이 필요하다.
기존 에너지원의 한계점 때문에 전 세계적으로 현재의 에너지원을 대체할 수 있는 에너지 변환 기술에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 수력, 풍력, Biomass, 태양광 등의 에너지원을 우리가 사용할 수 있는 전기에너지로 변환하는 기술도 이에 포함이 된다. 최근 안전하고 에너지원이 무제한으로 공급가능하며 유지보수가 용이한 것 등 무수한 장점을 가지고 있는 친환경적인 태양전지에 대한 관심이 커지고 있다. 태양전지는 태양의 빛에너지를 바로 일상생활에서 사용할 수 있는 전기에너지로 바꿔주는 광전 변환 기술을 이용한 기술이다. 현재까지는 실리콘을 중심으로 한 무기 태양전지가 많은 발전을 이루어 왔다. 무기 실리콘 태양전지는 그 광전 변환 효율이 20%이상으로 비록 45%를 넘는 화력발전의 효율에는 한참 미치지 못하지만, 추가적인 오염물질의 배출이 없다는 이점을 갖고 있다. 하지만 무기 실리콘 태양전지를 이루는 재료들의 경제성과 그 수급에 한계를 보이는 문제점을 갖고 있다. 그리고 무겁고 유연성이 부족하여 휴대성이 떨어진다는 단점도 갖고 있다. 이에 비해 유기 태양전지의 경우 재료단가가 낮고, 재료의 수급과 개발이 용이한 장점을 지니고 있어 학계 및 산업계의 많은 관심을 모으고 있다. 비록 아직 광전 변환 효율이 낮은 편이고, 대면적화와 전지수명 등에서의 문제점들을 갖고 있지만 가벼우며 유연성 있는 소재의 개발이 용이하다는 장점으로 많은 연구가 진행되고 있다. 또한 R2R공정을 적용하여 저가대량생산이 가능한 장점이 있으며, 최근에는 8%이상의 효율을 내는 유기태양전지가 지속적으로 발표되고 있으며, 효율 향상을 위한 다각적인 연구가 시행되고 있다. 유기태양전지는 다양한 응용제품으로 휴대용 충전기용, 기능성 의류와 가방, 일반텐트, 차량용등에 용도개발과 신시장 창출을 위해 노력하고 있다. 이에 용도별로 소비자가 요구하는 외부환경요인인 온도, 습도등에 대한 안정성부분인 내구성에 대한 관심이 커지고 있으며, 이를 만족하는 것이 유기태양전지가 가지고 있는 숙제이다. 따라서 본 논문에서는 온도, 습도등 외부환경 요인별로 유기태양전지의 효율 변화를 비롯한 특성변화를 시험을 통하여 조사하고 분석하였으며, 봉지소재 및 기술과의 연관성도 함께 조사 및 실험하였다. 외부 환경요인들에 대한 시험결과는 상온과 유사한 온도와 습도 조건에서의 광전 변환 효율은 서서히 일정하게 감소하였지만, 고온조건에서의 광전 변환 효율은 빠르게 감소하였고, 다습조건과 light 사용여부에 따른 광전 변환효율은 거의 변화가 없었다. 또한 고온다습조건과 함께 light 사용을 동시에 적용시에는 시간에 따른 광 변환 효율이 급격하게 감소하였으며, 심지어는 100시간 이상에서는 효율이 나타나지 않는 경우가 발생하였다. 이에 환경요인들중에서 습도와 산소를 흡착하는 기능을 가지고 있는 게터(getter)를 사용하여 광 변화 효율을 시험하고 평가하였다. 결과적으로 게터(getter)를 미사용한 유기태양전지 소자 대비하여 광 변환 효율의 급격한 감소를 지연시키고 내구성을 보완하는 역할을 할 수 있음을 알 수 있었다. 이에 유기태양전지 소자의 내구성 강화를 위해서는 소재, 공정등의 다양한 연구개발을 지속적으로 수행하여 유기태양전지의 제품화와 상업화의 시기를 조기에 달성할 수 있도록 꾸준한 연구개발이 필요하다.
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