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조명·전기설비 = The Proceedings of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers, v.27 no.6, 2013년, pp.23 - 28
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| 핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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| BHJ 구조 기반 유기 박막 태양전지가 이종접합 구조의 유기박막 태양전지의 효율을 뛰어넘어 10%이상의 전력변환효율을 나타내는 것은 무엇 때문인가? | 그 제약을 단숨에 뛰어넘어 10% 이상의 전력변환효율 달성을 가시화한 것이 그림 3에 보여지는 BHJ 구조 기반 유기 박막 태양전지이다. BHJ로 전자주개와 전자받개가 접합된 활성층의 두께는 보통 100nm로 광전자의 흡수량을 최대화하기에적합하면서도, 전자주개와전자 받개가 상호침투하는 계면(Inter-penetrating Interface)을 형성됨으로 인하여, 생성된 여기자 (Exciton)가 소멸 거리 이전에 계면에 도달하여 분리되면서 결과적으로 전하 생성량도 극대화 될 수있다[7-9]. 그림 4는 그러한 BHJ 구조 기반 유기 반도체활성층의계면을형상화한개략도이다. | |
| 유기태양전지는 어떤 점에서 향후 미래를 결정짓는 핵심 요인이 될 것으로 보는가? | 유기박막 태양전지는 상기의 관점에서 볼 때 미래 전망이 매우 밝은 기술이라 할 수 있다. 현재 비교적 낮은전력변환효율이큰단점이고향후에도획기적인기술적 개선과 발전에 이르기까지 많은 시간과 비용이 소요될 것이라 예상되지만, 인쇄공정을 기반으로 저비용화가가능한생산단가면의장점과구부리고휘고 접을 수 있는 유기물질 고유의 특성을적극적으로 활용하여유비쿼터스혁명에본격적인실현에기여할수있는장점을내재하고있는점들이향후유기태양전지의 미래를 결정짓는 핵심 요인이 될 것이다[2-4]. 다음 그림1과 2는 유기박막 태양전지가 왜 필요하며, 어떻게 응용될 것인가를 극명하게 보여주고 있다. | |
| 유기박막 태양전지의 핵심 성능인자인 개방전압을 결정하는 요인은 무엇인가? | 또한, 전자주개와 전자받개 물질 고유의 태양광 스펙트럼 중특정 파장영역 흡광영역 특성은 일반적으로 무기 반도체에 비해 좁은흡광영역을 보이는 유기 반도체의 단점을 극복하는 요인으로도 작용하며, 전자주개 및 전자받개물질의선택에서중요한요인중하나이다. 한편, 전자주개형 유기반도체의 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital) 준위와 전자받개형 유기반도체의 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital) 준위의 차이는 유기박막 태양전지의 핵심 성능인자인 개방전압(Open-Circuit Voltage: Voc)을 결정하는 요인으로, 역시 유기반도체 물질 선택 시 중요하다. 개방전압이 크면 클수록 이종접합된 유기반도체 계면에 형성된 내부전압 (Built-in Potential)이 크게 되어 그 계면에 도달 하는 여기자의 전하분리가 보다 활성화될 수 있다. |
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