초록 ▼

연구의 목적 및 내용
▪ 태양전지 제조에서 효율적인 정공 운반체 제조를 위한 전도성 유기저분자와 중합체의 합성
i) 고체 및 액체 상태의 페로브스카이트 감응형 하이브리드 태양전지 제조,
ii) 벌크 이종 접합 박막 유기 태양전지 제조.
▪ HFCVD와 PECVD 방법을 이용하여 고체 및 액체 상태의 페로브스카이트 감응형 하이브리드 태양전지의 뛰어난 차단층, 중간층, 상대전극 제조를 위한 그래핀과 도핑된 그래핀 합성.
▪ 대기압 플라즈마 방법을 이용하여 고체 및 액체 상태의 페로브스카이트 감응형 하이브리드

연구의 목적 및 내용
▪ 태양전지 제조에서 효율적인 정공 운반체 제조를 위한 전도성 유기저분자와 중합체의 합성
i) 고체 및 액체 상태의 페로브스카이트 감응형 하이브리드 태양전지 제조,
ii) 벌크 이종 접합 박막 유기 태양전지 제조.
▪ HFCVD와 PECVD 방법을 이용하여 고체 및 액체 상태의 페로브스카이트 감응형 하이브리드 태양전지의 뛰어난 차단층, 중간층, 상대전극 제조를 위한 그래핀과 도핑된 그래핀 합성.
▪ 대기압 플라즈마 방법을 이용하여 고체 및 액체 상태의 페로브스카이트 감응형 하이브리드 태양전지의 제조를 위한 금속 산화물 합성.
▪ 본 연구를 통해 개발하게 될 박막 태양전지의 전기 변환 효율의 목표 효율
- 고체 상태의 페로브스카이트 감응형 하이브리드 태양전지 : 10∽12%
- 액체 상태의 페로브스카이트 감응형 하이브리드 태양전지 : 7∽8%
- 벌크 이종 접합 박막 유기 태양전지 : 4∽5%

연구결과
3년의 연구 기간 동안 고체 및 액체상태의 페로브스카이트 감응형 하이브리드 태양전지의 핵심요소인 유기저분자와 나노물질, 그래핀, 도핑된 그래핀, 금속 산화물 나노구조, 전도성 고분자 개발.
1차년도
● HTM을 위한 π결합의 반도체 중합체 유기저분자(SMOs)의 제조
● 합성된 SMOs(RFTzR)의 특성 및 성능 평가
- FTIR, UV-vis, PL. ¹HNMR, ¹³CNMR, AFM, DC conductivity, CV 분석 등
● 전도성 고분자(polyaniline:PANI)와 페로브스카이트(CH₃NH₃PbI₃) 합성
● PANI-NPs/CH₃NH₃PbI₃/mp-anatase-TiO₂/bl-TiO₂ 페로브스카이트의 특성 평가
2차년도
● 다양한 종류의 금속산화물과 전도성 고분자와 다양한 모양과 나노복합체 제조
● 금속산화물, 전도성 고분자, 나노복합체의 표면적 증가와 저항 감소 연구
● 유기저분자 태양전지 및 페로브스카이트 태양전지 성능향상
● 새로운 전자 전달체 (금속산화물 대신 Ti(금속) 전자 전달체 물질)합성
● 플렉시블 (PET-ITO/Ti/CH₃NH₃PbI₃/spiro-OMeTAD/Ag) 페로브스카이트 태양전지 제조
3차년도
● 대기압 플라즈마(AP-Jet) 방법을 이용한 금속산화물(ZnO) 제조
● 고체 및 액체 상태의 페로브스카이트 감응형 하이브리드 태양전지의 제조
● 그래핀, 금속 할로겐화물, 도핑된 그래핀의 특성 평가
- Raman spectroscopy, FTIR, profilometer 분석
● 그래핀 이용한 플렉시블한 페로브스카이트 하이브리드 태양전지제조

연구결과의 활용계획
그래핀/도핑된 그래핀은 최상의 전도성과 전기화학적 활성도를 보여준다. 본 연구에서는 i) HTL 재료로 전도성 고분자 또는 새롭게 합성된 유기저분자, ii) 차단층인 그래핀 또는 도핑된 그래핀, iii) 금속산화물 나노복합체를 사용하여 고체 및 액체 상태의 페로브스카이트 감응형 하이브리드 태양전지의 광전효율을 10~12%까지 보여줄 것으로 기대된다.

(출처 : 한글요약문 4p)

Abstract ▼

Purpose& contents
▪ Synthesis of conducting small molecule organics(SMOs) and polymers for effective hole-transport materials(HTMs)
i) fabrication of liquid and solid-state perovskite sensitized hybrid solar cell.
ii) fabrication of bulk heterojunction thin film organic solar cell.
▪ Syn

Purpose& contents
▪ Synthesis of conducting small molecule organics(SMOs) and polymers for effective hole-transport materials(HTMs)
i) fabrication of liquid and solid-state perovskite sensitized hybrid solar cell.
ii) fabrication of bulk heterojunction thin film organic solar cell.
▪ Synthesis of graphene and doped graphene for blocking and intermediate layers for liquidand solid-state perovskite sensitized hybrid solar cell through HFCVD and PECVD.
▪ Synthesis of metal oxide for liquid and solid-state perovskite sensitized hybrid solar cell through AP-Jet method.
▪ Synthesis of conducting polymers and their nanocomposites of various morphologies.
▪ The final goals of solar-to-electricity conversion efficiency of solar cells
- solid-state perovskite sensitized hybrid solar cell : 10∼12%
- liquid-state perovskite sensitized hybrid solar cell : 7∼8%
- bulk heterojunction thin film organic solar cell : 4∼5%

Result
During the 3 years, our research work would be focused on the preparation of key materials such as small molecules organic(SMOs) as HTMs, graphene and doped graphenes, and conducting polymers and metal oxides and their nanocomposites of various morphologies for liquid- and solid-state perovskite sensitized hybrid solar cells.
1^styear
▪ Synthesis of small molecule organics (SMOs) as HTMs of π-conjugated semiconducting oligomer
▪ Characterization of the synthesized SMOs(RFTzR)- via: FTIR, UV-vis, PL, ¹HMNR, ¹³CNMR, AFM, DC conductivity, and CV etc.
▪ Synthesis of a conducting polymer)polyaniline:PANI) for perovskite solar cells.
▪ Characterization of PANI-NPs/CH₃NH₃PbI₃/mp-anatase-TiO₂/bl-TiO₂
▪ Preparation of graphene through HFCVD and PECVD techniques.
2^ndyear
▪ Synthesis of metal oxides and conducting polymers and their nanocomposites of different morphologies
▪ Characterization and the optimization of the synthesized metal oxides, conducting polymers and their nanocomposites
▪ Synthesis of new electron transport material (ETM) titanium(Ti) instead of metal oxide.
▪ Fabrication of flexible perovskite solar cell (PET-ITO/Ti/CH₃NH₃PbI₃/spiro-OMeTAD/Ag).
3^rdyear
▪ Preparation of metal oxides by AP-Jet method.
▪ Characterization of synthesized graphene, graphene like carbon and metal-halide doped graphene - Raman spectroscopy, FTIR and profilometer etc.
▪ Fabrication of flexible perovskite sensitized hybrid thin film solar cells followed by optimization for best performance..

Expected Contribution
This research would give valuable contribution/information in the field of SMOs, conducting polymers metal oxide nanostructures and its nanocomposites, graphene and graphene like carbon. The synthesized SMOs and other nanomaterials would improve the electrical conductivity, surface properties and the photovoltaic performances of the synthesized materials. It is believed that the use of perovskite would certainly improve the solar-to-electricity conversion efficiency 10~12% along with high photovoltaic parameters like open circuit voltage, short circuit current and fill factor.

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 연구계획 요약문 ... 3
• 연구결과 요약문 ... 4
• 한글요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 연구내용 및 결과 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 7
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 10
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 39
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 40
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 41
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 41
• 8. 참고문헌 ... 41
• 9. 연구성과 ... 43
• 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 51
• 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 51
• 12. 기타사항 ... 51
• 별첨1 ... 52
• 별첨2 ... 67
• 끝페이지 ... 70