초록 ▼

연구의 목적 및 내용:
○ 현재까지 유무기 하이브리드 박막태양전지의 고효율화에 관한 연구는 많이 진행되어져 왔으나 제조공정(무기소재 광전극의 고온소성) 및 구조상(무기소재박막의 박리)의 문제로 유연화에 관한 연구는 거의 전무한 실정임.
○ 제안된 연구에서는 위의 문제를 해결하기 위하여, ITO 나노선을 적용한 3-D 나노구조체 광전극 기반의 새로운 개념의 박막형 유연(flexible) 태양전지 소재 및 소자의 개발을 목표함.
□ 최종목표
3-D 나노구조체 광전극 기반 새로운 개념의 유무기하이브리드 유연 (fle

연구의 목적 및 내용:
○ 현재까지 유무기 하이브리드 박막태양전지의 고효율화에 관한 연구는 많이 진행되어져 왔으나 제조공정(무기소재 광전극의 고온소성) 및 구조상(무기소재박막의 박리)의 문제로 유연화에 관한 연구는 거의 전무한 실정임.
○ 제안된 연구에서는 위의 문제를 해결하기 위하여, ITO 나노선을 적용한 3-D 나노구조체 광전극 기반의 새로운 개념의 박막형 유연(flexible) 태양전지 소재 및 소자의 개발을 목표함.
□ 최종목표
3-D 나노구조체 광전극 기반 새로운 개념의 유무기하이브리드 유연 (flexible) 박막태양전지 소재 및 소자의 개발

연구결과:
○ 유연 태양전지에서 무기나노소재의 부서지기 쉬운 (brittle) 물성으로 인한 박리현상 억제 및 전하이동특성을 개선하기위하여 ITO나노선을 도입하고자하며, 온도 안정성이 매우 낮은 (300℃이하) 유기소재기판에 고온 (600℃)에서 합성되는 무기소재를 융합하기 위해서, 고온에서 견디는 기판소재에서 3-D 나노구조체를 합성한 후 유기소재 기판에 접착시키는 전사기술(transfer technique)을 활용함.
□ 연구개발내용
○ 1차년도:
․TCO 나노와이어 기반 무기/무기 나노하이브리드 유연 광전극 제조기술개발
․유연박막태양전지 적용을 위한 광전극 기초 물성 평가
○ 2차년도:
․유연광전극 기반 유무기 하이브리드 유연박막태양전지 소자개발
․유무기 하이브리드 유연박막태양전지 소자특성평가
○ 3차년도:
․굽힘에 따른 수광 및 전하이동특성의 변화와 에너지 변환 효율간의 상관관계 규명
․유무기 하이브리드 유연박막태양전지 효율의 극대화를 위한 광전극 디자인 도출

연구결과의 활용계획:
○ ‘3차원 hybrid 광전극 제조와 transfer 기술’의 경우 고온 소성으로 인한 전하의 효과적 이동과 산화물 반도체의 유연성을 구현할 수 있기 때문에유연 유기태양전지(OPV), 유연 센서 (Sensor), 유연 디스플레이 (display) 등의 여러 분야에 응용될 수 있음.
○ 유연 투명전극의 개발연구에 있어서 CNT 및 Graphene의 경우 낮은 전기전도도의 문제와 기존 산화물 기반 투명전극의 경우 굽힘시 박리 현상의 해결에 실마리를 제공함으로써, 보다 높은 유연성과 전도도를 지닌 투명전극을 얻을 수 있을 것으로 기대됨.
○ 에너지 변화효율의 극대화를 위해 고온소성을 가능케 함으로써 보다 높은 에너지 변환효을 갖는 나노하이브리드 유연박막태양전지를 개발할 수 있음.
○ 무기소재기반 광전소자의 경우 아직 유연화 원천기술에 대한 지적 재산권이 선점되지 않아 개발 성공시 얻을 수 있는 경제적 파급효과가 기존 나노입자 유연 태양전지에 비하여 더 클 것으로 기대됨.

Abstract ▼

Purpose & contents:
○ Studies on organic-inorganic flexible thin film solar cells have been sparse because of their difficulties in fabrication process (high temperature sintering process) and structural problems (detached inorganic thin film)
○ In the present proposal, we are going to introdu

Purpose & contents:
○ Studies on organic-inorganic flexible thin film solar cells have been sparse because of their difficulties in fabrication process (high temperature sintering process) and structural problems (detached inorganic thin film)
○ In the present proposal, we are going to introduce 3-D nanoarchitectured photoelectrodes based on ITO nanowire arrays to solve the aforementioned problems.
□ Final Goal is:
Exploitation of new-typed organic-inorganic hybrid flexible thin film solar cell based on 3-D nanoarchitectured photoelectrode

Result:
□ Research Tasks is:
○ 1st year:
․Development of inorganic/inorganic (TCO nanowire/TiO2 nanoparticle) nanohybrid flexible photoelectrode.
․Characterization of basic physical and chemical properties of nanohybrid flexible photoelectrode for application to flexible thin film solar cell.
○ 2nd year:
․Exploitation of organic-inorganic hybrid flexible thin film solar cell employing flexible photoelectrode.
․Characterization of photovoltaic properties of organic-inorganic hybrid flexible thin film solar cell
○ 3rd year:
․Investigation of correlation between energy conversion efficiency and light-harvesting and charge-transport properties as a function of bending test.
․Deduction of optimized photoelectrode design for achieving high energy convesion efficiency of organic-inorganic hybrid flexible thin film solar cell

Expected Contribution:
○ The fabrication technique of 3D-nanohybrid photoelectrode can be utilized in the other optoelectonic devices including flexible organic photovoltaic cell, light-sensor, and displays.
○ This technique can give a chance to exploit excellent flexible transparent conducting oxide film (TCO) due to solving low electrical conductivity and detaching problems of TCO.
○ This study make possible to exploit nanohybrid flexible thin film solar cell with high efficiency because of realizing highly-efficient flexible photoelectrode.
○ Once this technique is successfully utilized in flexible thin film solar cells, patents related to original technology can belong to Korea, which will make the economical benefits magnificent