초록 ▼

연구의 목적 및 내용
◆ 본 연구는 친환경 고효율 신재생에너지 필요와 관련하여, 요구적출형 정전기 충전 스프레이를 이용하여 태양전지용 용매코팅의 최적화 기술을 개발한다.
여러 파라미터들에 따른 미립화 극대화 기술과 나노입자의 균질한 증착을 위한 액적증발 극대화 및 제어 기술을 개발하고 이를 예측하기 위한 시뮬레이션 툴(Tool)을 개발하는데 그 목표를 두고 있다.
■ 1차년: 전기수력학 프린팅을 위한 기초 인프라 구축
- 고배율 Flash Phothgraphy 장치 및 고전압 current 측정 장치 구축

연구의 목적 및 내용
◆ 본 연구는 친환경 고효율 신재생에너지 필요와 관련하여, 요구적출형 정전기 충전 스프레이를 이용하여 태양전지용 용매코팅의 최적화 기술을 개발한다.
여러 파라미터들에 따른 미립화 극대화 기술과 나노입자의 균질한 증착을 위한 액적증발 극대화 및 제어 기술을 개발하고 이를 예측하기 위한 시뮬레이션 툴(Tool)을 개발하는데 그 목표를 두고 있다.
■ 1차년: 전기수력학 프린팅을 위한 기초 인프라 구축
- 고배율 Flash Phothgraphy 장치 및 고전압 current 측정 장치 구축
- 전동 Traverse : 기판 포지셔닝 및 위치 제어를 위한 구조장치
■ 2차년: 전기수력학 프린팅 기술을 위한 주요 설계인자에 대한 분석
- Taylor Cone 실험 결과를 통한 검증, 직류전압을 이용하여 전기장에서 맥동하는 Taylor Cone 관찰
- 전압 frequency(101 kHz)에 따른 액적 거동 및 프린팅 특성 파악
- 다양한 나노입자 및 용매를 이용한 parametric study D/B 구축
- Electric field 영향, 특성, Taylor cone 형상 및 액적 생성, 충돌 특성 연구
■ 3차년: 고속, 고해상도 프린팅을 위한 프린팅 장치 최적화
- 액적 크기(액적 크기 1 μm 확인)
- 전압 frequency(최대 60 kHz)에 따른 액적 거동 및 프린팅 특성 파악
- 접촉각(superhydrophobic 120도 이상 결과 유무 확인)
연구결과
■논문: SCI 16편,IF 기준 5 이상 1편, 3-4 2편 2-3 9편,1 4편 SCIE 1편), 266% 달성
■특허 출원: 국내출원: 12건, 국외특허: 2건, 350% 달성
■특허 등록: 국내등록: 4건, 400% 달성
■인력양성 결과: 석사 : 5 명, 박사 : 0 명(예정), 71% 달성
■저역서: 1권
연구결과의 활용계획
■ 기술적 측면
- 비진공 코팅 기술 접목 박막 태양전지 기술 실용화 및 국산화 기여
- 태양전지 소재(금속, 유리, 세라믹, 화공) 산업 기술 개발 기여
- 기능성 박막, 전기전자 등 유사 산업에의 활용
- 신 발전기술의 선진화 및 선진국과의 기술 교류에서 우위성 확보
■ 산업 및 경제적 측면
- 새로운 에너지 시장 창출 및 수출산업 육성
- 장비산업 형성
- 주택산업의 태양광보급 활성화
■ 정책적 측면
- 신 재생에너지 이용에 기반한 국가의 새로운 성장 동력화

Abstract ▼

Purpose& contents
The objective of the proposed research is to evaluate the feasibility and to estimate the performance of the spray coating technique used in solar cell applications. The uncertainty associated with coating nanoparticles will be quantified, the data of which will be used as the g

Purpose& contents
The objective of the proposed research is to evaluate the feasibility and to estimate the performance of the spray coating technique used in solar cell applications. The uncertainty associated with coating nanoparticles will be quantified, the data of which will be used as the guideline for designing the optimized non-vacuum electrospray coating system. Electrostatic potential will be imposed onto the coating solvent, which initiates the production of small-scale drops. This electrostatic spray coating technique is expected to enhance the coating uniformity and therefore the product quality.
● 1st yr Preliminary analyses and test-runs on the cold spray for solar cell coating
● 2nd yr Realization of efficient DSSC solar cell technique: experiment and modeling, particle injection speed development for high speed nano-scaled coating
● 3rd yr Stable and reliable nano-scaled coating using the cold spray technique, Optimization of the cold spray system for high-efficiency DSSC solar cell manufacturing: High fidelity, high resolution, high speed uniform coating
Result
■Papers Publication: SCI 16,(IF over 5: 1, 3 to 4: 2, 2 to 3: 9), SCIE 1, 266% Achieved
■Patent pending: Domestic 12, PCT: 2, 350% Achieved
■Patent registration: Domestic: 4, 400% Achieved
■Human resources development results: master’s course: 5 , PH.D. : 0, 71%, 71% Achieved
■Book Publication: 1
Expected Contribution
Major Corporations (Samsung, Hyundai, LG, Doosan etc) companies realize importance of the coating process and have launched necessary research programs to understand the issues involved in the current technique. This coating technology is widely used – it is used to produce fertilizers, solidify radioactive waste and control granules in food industry. For this reason, the impact of the proposed research on the relevant industries is incalculable. Furthermore, the proposed research will secure the technological competence of the nation in an age of limitless global competition. The coating technology can be applied to protect the environment from radioactive waste and it can also benefit the nanotechnology industries because of its use of nano-sprays. In particular, an immediate benefit of this research will be felt in the pharmaceutical industries, which eventually benefits the public safety by substantially reducing manufacturing uncertainties and defects.

목차 Contents

• 중견연구자지원사업(핵심연구) 최종보고서 ... 1
• 목차 ... 3
• 연구계획 요약문 ... 4
• 연구결과 요약문 ... 5
• 한글요약문 ... 5
• SUMMARY ... 6
• 연구내용 및 결과 ... 7
• 1. 연구개발과제의개요 ... 7
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 12
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 14
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 20
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 21
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 22
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 27
• 8. 참고문헌 ... 27
• 9. 연구성과 ... 29
• 10. 기타사항 ... 39