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NTIS 바로가기전기전자재료 = Bulletin of the Korean institute of electrical and electronic material engineers, v.28 no.2, 2015년, pp.18 - 24
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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압전성 재료가 전기를 발생시키는 방법은 무엇인가? | 압전성 재료들은 전기를 기계적 힘으로 변환시킨다. 그들은 기계적 변형을 가할 때 결정의 대칭을 변화시키거나 깨지게 하고 이로 인해 그들의 극성 방향을 따라서 편극 전하(polarization charge)를 생성함으로써 전기가 발생한다. 압전성은 1880년대에 처음 발견되었고 작동, 감지, 에너지 수집 등의 다양한 분야에 적용되었다. | |
이차원 전이금속 칼코겐화물로 완벽한 저차원 압전소자를 만들 수 있는 이유는 무엇인가? | 이차원 전이금속 칼코겐화물 (transition metal dichalcogenides, TMDCs)이라고 불리는 재료들은 상온과 대기압에서도 그들의 격자 재구성 없이 단일 층 이하의 원자 구조들을 가지기 때문에 완벽한 저차원 압전소자 (piezoelectrics)를 만들 수 있다. 이것은 대부분의 재료 속의 압전성이 단일 분자 크기를 가지고 그들의 표면 에너지가 증가하기 때문에 열역학적으로 불안정하게 된다. | |
TMDCs를 기반으로 한 태양전지 PN 이종접합의 소재/소자로써 어떠한 우수한 특성이 있는가? | 이차원 TMDCs를 기반으로 한 태양전지 PN 이종접합은 각 층의 반데르발스 결합으로 이루어져 있어 5 nm 미만의 원자층 PN 다이오드 합성이 가능할 뿐만 아니라, 다음과 같은 우수한 소재/소자 특성을 가진다. 우선 두께 대비 높은 광반응 (1~30 mA/W) 특성 및 외부 양자 효율 (EQE) (~20%), 광대역 파장대의 빛 흡수율 (가시광 영역~자외선 영역), 또한 높은 광 흡수율에도 불구하고 95%의 광 투과도 및 투명한 광전변환 소재로서의 우수한 특징을 가지며 5%의 흡수된 광 에너지의 10%가 전력으로 변환 될 수 있는 뛰어난 내부 양자 효율 (IQE) 또한 가지고 있다. 현재까지 원자층 PN 이종접합 나노구조 광검출 소자 제작은 물리적으로 박리한 재료들을 순서대로 전사하는공정으로 수율이 낮으며 대면적 합성이 어렵지만 최근 보고된 연구에 따르면 원자층 PN 접합에 대한 연구는 이차원 TMDCs의 ambipolar 특성을 기반으로 한 dual-gate PN 접합과 fluorine과 oxygen 플라즈마를 이용한 도핑으로 PN 광검출 소자 형성이 보고되어 있고 현재도 계속 대면적 합성 및 다양한 연구가 활발히 진행 중에 있다 [2,4-6]. |
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