보고서 정보
주관연구기관 |
광운대학교 Kwangwoon University |
연구책임자 |
이지훈
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2016-06 |
과제시작연도 |
2015 |
주관부처 |
미래창조과학부 Ministry of Science, ICT and Future Planning |
등록번호 |
TRKO201700010169 |
과제고유번호 |
1711023113 |
사업명 |
신진연구자지원 |
DB 구축일자 |
2017-10-12
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키워드 |
다중 수직 적층.하이브리드 에피탁시.양자효율.나노구조물.미니밴드.Droplet Epitaxy.Photovoltaic device.Delta-doped fence barrier.Multiple vertical stacking.Strain balance.Hybrid Epitaxy.Quantum Efficiency.Nanostructures.Mini Band.
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DOI |
https://doi.org/10.23000/TRKO201700010169 |
초록
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연구의 목적 및 내용
Droplet epitaxy 기반의 homo-epitaxy와 Frank-Van der Merwe 기법을 이용하는 하이브리드 성장기법 및 혁신적인 소자 아키텍처인 strain balanced delta-doped fence barrier를 이용하여 고효율의 다중 수직적층 양자/나노 구조물 (MVSQNS) 기반의 photovoltaic cell (PV) 구현을 위한 연구.
세부적으로:
1. MVSQNS active layer와 strain balanced δ-doped fence barrie
연구의 목적 및 내용
Droplet epitaxy 기반의 homo-epitaxy와 Frank-Van der Merwe 기법을 이용하는 하이브리드 성장기법 및 혁신적인 소자 아키텍처인 strain balanced delta-doped fence barrier를 이용하여 고효율의 다중 수직적층 양자/나노 구조물 (MVSQNS) 기반의 photovoltaic cell (PV) 구현을 위한 연구.
세부적으로:
1. MVSQNS active layer와 strain balanced δ-doped fence barrier 구현.
2. 고효율, 고성능 MVSQNS matrix 개발, PV device matrix와의 융합.
3. PV 아키텍처에 MVSQNS matrix를 삽입하여 defect-free integration 구현.
연구결과
지금까지 태양전지 연구는 I, II 세대 solar cell 기술 분야에 집중되어 셀효율 향상을 주력해 왔다. 그러나 최근 들어 미국 등의 선진국을 중심으로 나누 구조물을 이용한 차세대 솔라셀이 연구되기 시작하였으며, 아직까지 뚜렷한 연구 성과가 발표되지 않아 연구 초기 단계임을 알 수 있다.
이에 본 연구에서 수행된 결과가 이 분야의 선도적인 결과로 인정될 가능성이 높으며, 이를 위해 연구수행자는 국제적인 학술지 게제, 특허등록 및 학술대회 발표를 위해 최선의 노력을 하고 있다.
차년도 연구개발 결과, Droplet Epitaxy 기반의 Surface treatment, 액화 Droplet Surface diffusion, Droplet control, Temperature control technique 등을 규명하여 국제학술지에 (SCI) 발표하였고, photovoltaic cell 구현에 적합한 MVSQNS 결정 성장 기술 개발 원천 기술을 확보했다고 판단할 수 있다.
이를 토대로 계획된 연구일정에 따라 후속연구를 진행하면 본 연구개발의 최종 목표를 달성하여 차세대, 고효율의 ‘플라즈모닉스 기반 미니밴드 태양전지’(Plasmonic Nanostructure based Mini Band Photovoltaic Cell, PNMB PV) device 아키텍처 구현을 위한 연구 및 자료의 이해와 이를 입증할 수 있는 기초 기반기술의 확보는 물론, 궁극적으로 차세대, 고효율 솔라셀 구현 기술로의 발전을 기대할 수 있을 것으로 기대된다.
연구결과의 활용계획
제안된 ‘droplet epitaxy & Multiple layer 수직적층 양자/나노 구조물 array' 공정을 이용한 소자구조는 더욱 발전된 형태의 초고효율 photovoltaic을 구현하고, 이에 관한 원천기술을 확보할 수 있을 것으로 예상된다. 특히, thin-film을 이용한 photovoltaic 시스템과, substrate recycling 기술과 합쳐진다면 '녹색성장 창조경제'의 비전을 실현할 수 있는 중요한 성장 동력으로서 핵심적인 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다.
또한 droplet epitaxy를 이용한 나노 구조물은 각종 물리 광학적 특성이 뛰어나므로, photovoltaic 소자뿐만 아니라 LED, sensor, detector 등 나노 구조물 기반 고성능 광소자 개발에 적용하여, '그린 에너지' 분야 외에 IT 및 항공우주/국방 분야에 적용할 수 있는 핵심 기술을 확보할 수 있을 것으로 판단된다.
(출처 : 한글요약문 5p)
Abstract
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Purpose&contents
The research on the high-efficiency multi-vertical layer quantum / nano structures (MVSQNS) for the photovoltaic cell (PV) based on the implementation by the droplet epitaxy -based homo-epitaxy and Frank-Van der Merwe technique using hybrid growing techniques and innovative devic
Purpose&contents
The research on the high-efficiency multi-vertical layer quantum / nano structures (MVSQNS) for the photovoltaic cell (PV) based on the implementation by the droplet epitaxy -based homo-epitaxy and Frank-Van der Merwe technique using hybrid growing techniques and innovative device architecture, strain balanced delta-doped fence barrier.
Specifically,
1. MVSQNS active layer and a strain balanced δ-doped fence barrier implementation.
2. Incorporation with high efficiency, performance MVSQNS matrix development and PV device matrix.
3. Insertion of the PV MVSQNS matrix in defect-free integration architecture.
Result
So far, research has focused on the 1st and 2nd generation solar cell technology and emphasized the improved cell efficiency. Recently, mainly the developed countries such as the United States began the next generation of solar cell research, however, is not yet clear research study released. Thus, it can be seen that the research is in the early stages.
Thus, this would be more likely the result of a study done in recognition of the leading results in this field. For this study the researcher has done the best efforts to publish international journals, conference proceedings and patent registration.
The R & D results, namely, the Droplet Epitaxy Based Surface treatment, liquefaction Droplet Surface diffusion, Droplet control, Temperature control technique, were released in international journals (SCI) and proprietary technologies appropriate for the MVSQNS crystal growth and ultimately for the development of highly efficient photovoltaic cell implementation was established.
Based on this planned study scheduled in accordance follow-up study, the research would achieve the ultimate goal of next-generation, high-efficiency "Plasmonics based mini-band solar cell' (Plasmonic Nanostructure based Mini Band Photovoltaic Cell, PNMB PV) device architecture, securing the based technologies and understanding of the material and the implementation of it. Obviously, it is ultimately expected to achieve the development of a next-generation, high-efficiency solar cell technologies.
Expected Contribution
Device structure using the proposed 'droplet & Multiple layer epitaxy layer both vertical / nanostructure array' process is expected to be able to implement the more advanced form of the next generation high-efficiency photovoltaics and secure proprietary technology related to this. In particular, if combined with thin-film photovoltaic systems and substrate recycling technology, it would serve as an important growth engine as well as play a key role in the realization of the vision of 'Green Growth creative economy.”
Also nanostructures using droplet epitaxy possess various excellent physical and optical properties and thus not only for the photovoltaic devices, but also can be applied to the development of nanostructure-based high-performance optical devices such as LED, sensor, detector, thus it is expected to be able to secure key technologies that can be applied to the 'green energy' IT and aerospace /defense sectors.
(출처 : SUMMARY 6p)
목차 Contents
- 표지 ... 1목차 ... 3연구계획 요약문 ... 4연구결과 요약문 ... 5 한글요약문 ... 5 SUMMARY ... 6연구내용 및 결과 ... 7 1. 연구개발과제의 개요 ... 7 2. 국내외 기술개발 현황 ... 8 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 9 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 12 5. 연구결과의 활용계획 ... 13 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 13 7. 참고문헌 ... 14 8. 연구성과 ... 14 9. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 15 10. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 15 11. 기타사항 ... 15끝페이지 ... 15
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