초록 ▼

연구의 목적 및 내용
□ 연구의 목적
광파장 영역 별로 효과적인 플라즈모닉 공명 현상 발현이 가능한 나노입자 기반
플라즈모닉 탠덤 구조를 제작하고 고효율 광에너지 하베스팅 소자를 구현하고자 함.

□ 연구의 내용
1. 광파장 영역 별 효과적인 흡수가 가능한 플라즈모닉 나노입자 개발
2. 상호보완적인 흡수 스펙트럼이 결합된 플라즈모닉 탠덤 구조 개발
3. 플라즈모닉 나노입자가 도입된 주석 기반 태양전지 개발
4. 플라즈모닉 나노입자가 혼입된 물 분해 소자 개발

연구결과

연구의 목적 및 내용
□ 연구의 목적
광파장 영역 별로 효과적인 플라즈모닉 공명 현상 발현이 가능한 나노입자 기반
플라즈모닉 탠덤 구조를 제작하고 고효율 광에너지 하베스팅 소자를 구현하고자 함.

□ 연구의 내용
1. 광파장 영역 별 효과적인 흡수가 가능한 플라즈모닉 나노입자 개발
2. 상호보완적인 흡수 스펙트럼이 결합된 플라즈모닉 탠덤 구조 개발
3. 플라즈모닉 나노입자가 도입된 주석 기반 태양전지 개발
4. 플라즈모닉 나노입자가 혼입된 물 분해 소자 개발

연구결과
▶ 광파장 영역 별 효과적인 흡수가 가능한 플라즈모닉 나노입자 개발
1. 가시광 영역에서 플라즈모닉 효과 발현 가능한 전도성 산화물 나노입자 개발
2. 플라즈모닉 나노입자의 크기 제어 공정 확립

▶ 상호보완적인 흡수 스펙트럼이 결합된 플라즈모닉 탠덤 구조 개발
1. 광 흡수 500% 증대된 플라즈모닉 탠덤 구조 원자층 증착법 공정 개발
2. 진공 증착 방식 기반 플라즈모닉 탠덤 구조 제작을 통한 상보적 흡수 스펙트럼 확립

▶ 플라즈모닉 나노입자가 도입된 주석 기반 태양전지 개발
1. 저온 원자층 증착법을 이용한 주석 황화물 흡수층 공정 연구
2. 아연 산황화물 버퍼층의 에너지 밴드 구조 제어 공정 연구
3. 저온 원자층 증착법을 이용한 주석 산화물 투명전극 공정 연구

▶ 플라즈모닉 나노입자가 혼입된 물 분해 소자 개발
1. 용액합성법 기반의 물 분해 소자 광전극 공정 확립
2. 플라즈모닉 나노입자 및 광전극 소재의 내부식성 방지막 개발

연구결과의 활용계획
□ 전자 및 에너지 산업과 호환성을 지닌 원자층 증착법 기반의 플라즈모닉 나노입자 형성 기술은 광에너지 하베스팅 소자에 실제 적용이 기대됨.
□ 고가의 기존 탠덤 구조를 대체 가능한 플라즈모닉 탠덤 구조는 저가의 단순한 공정으로 향후 태양광에너지 산업의 새로운 패러다임을 제시함,
□ 플라즈모닉 나노입자가 도입된 주석 기반 태양전지는 차세대 태양전지로서의 위치를 다질 것으로 기대됨.
□ 플라즈모닉 나노입자가 혼입된 물 분해 소자는 미래에 다가올 수소에너지 시대를 앞당기는 역할을 할 것으로 예상됨.

(출처 : 한글요약문 5p)

Abstract ▼

Purpose& contents
□ Purpose of research
This research aims the plasmonic tandem structure with optical wavelength specific effective plasmon resonance nanoparticles, and finally highly efficient optical energy harvesting devices (solar cell and water splitter).

□ Major contents of resea

Purpose& contents
□ Purpose of research
This research aims the plasmonic tandem structure with optical wavelength specific effective plasmon resonance nanoparticles, and finally highly efficient optical energy harvesting devices (solar cell and water splitter).

□ Major contents of research
1. Synthesis of optical wavelength specific effective plasmon resonance nanoparticles
2. Fabrication of plasmonic tandem structure with complementary absorption spectrum
3. Development of tin-based solar cell enhanced by plasmonic nanoparticles
4. Development of water splitter enhanced by plasmonic nanoparticles

Result
▶ Development of plasmonic nanoparticles with light absorption of each wavelength region
1. Development of conducting oxide nanoparticles with plasmonic effect at visible region
2. Establishment of size control process of plasmonic nanoparticles

▶ Development of tandem structure with complementary absorption spectrum
1. Development of plasmonic tandem structure with light absorption increase in 500%
2. Establishment of complementary absorption spectrum via plasmonic tandem structure prepared with vacuum deposition process

▶ Development of tin based solar cell with plasmonic nanoparticles
1. Study of tin sulfide absorption layer process at low temperature atomic layer deposition
2. Study of energy band structure control process of zinc oxysulfide buffer layer
3. Study of tin oxide transparent conducting oxide process at low temperature atomic layer deposition

▶ Development of water splitting device with plasmonic nanoparticles
1. Establishment of solution synthesis process of water splitting device photoelectrode
2. Development of anti-corrosion protective layer of plasmonic nanoparticles and photoelectrode material

Expected Contribution
□ Plasmonic nanoparticles formation technologies based on atomic layer deposition compatible with electronics and energy industries are expected to be applied to optical energy harvesting devices.
□ Plasmonic tandem structure, which can replace expensive existing tandem structure, presents a new paradigm of future solar energy industry with low cost simple process
□ Tin-based solar cells with plasmonic nanoparticles are expected to be positioned as next-generation solar cells.
□ Water splitting devices combined with plasmonic nanoparticles are expected to accelerate the era of hydrogen energy in the future.

(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 ... 15 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 17 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 57 5. 연구결과의 활용계획 ... 59 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 59 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 61 8. 참고문헌 ... 61 9. 연구성과 ... 62 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 62 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 62 12. 기타사항 ... 66별첨1 ... 67별첨2 ... 78끝페이지 ... 80