초록 ▼

식물 양자에너지 모방 광에너지 변환 기술에서는 식물이 가진 고속에너지 전달기구를 모방한 고효율/저가 광에너지 수집 기술을 구현하고자 2단계 3년 동안 다음의 연구를 수행함

- 식물의 에너지 수집 구조 분석 및 모방에 기반 한 광전극 용 핵심 소재 제조
- 고 이동도 홀전도성 유기물 소재 개발
- 엑시톤 전달 소재의 다층 구조화 정렬 및 에너지 전달 메커니즘 및 고도화 전략 수립
- 광대역 광수집용 광흡수 핵심 소재 제조
- 무/유기 이종접합에서 고효율 에너지 분리를 위한 핵심 소재 제조
- 식

식물 양자에너지 모방 광에너지 변환 기술에서는 식물이 가진 고속에너지 전달기구를 모방한 고효율/저가 광에너지 수집 기술을 구현하고자 2단계 3년 동안 다음의 연구를 수행함

- 식물의 에너지 수집 구조 분석 및 모방에 기반 한 광전극 용 핵심 소재 제조
- 고 이동도 홀전도성 유기물 소재 개발
- 엑시톤 전달 소재의 다층 구조화 정렬 및 에너지 전달 메커니즘 및 고도화 전략 수립
- 광대역 광수집용 광흡수 핵심 소재 제조
- 무/유기 이종접합에서 고효율 에너지 분리를 위한 핵심 소재 제조
- 식물 양자 에너지 모방 고효율 무/유기 하이브리드 태양전지 제조


(출처 : 보고서 요약서 3P)

Abstract ▼

Purpose & Contents
[Purpose]
Development of high-efficiency, low-cost solar energy conversion systems and key materials by mimicking and inspiring the structure and function of plant leaves
․ Power conversion efficiency: ≥ 21% [under 1 sun (100 mW/cm²with AM 1.5G simulated sunlig

Purpose & Contents
[Purpose]
Development of high-efficiency, low-cost solar energy conversion systems and key materials by mimicking and inspiring the structure and function of plant leaves
․ Power conversion efficiency: ≥ 21% [under 1 sun (100 mW/cm²with AM 1.5G simulated sunlight]; Cost: < 0.5$/W_p, ; Stability: light soaking >1000h

[Contents]
- Development of artificial system having similar hierarchical structures with plant leaves for efficient light harvesting
․ Development of 3D multi-architecturing technology for mimicking unique structures of plant leaves
․ Design and control of porous structure by bio-templates
- Development of key materials for artificial systems having similar hierarchical structures with plant leaves for efficient light harvesting
․ Development of nanorods and particulate growth technology for photoanode materials of wide band-gap such as ZnO, TiO₂, etc.
․ Control of the optical properties of wide band-gap photoanode materials such as ZnO, TiO2, etc.
- Basic studies for an artificial system having similar functions with plant leaves for efficient light harvesting
․ Characterization of ultrafast exciton transfer by femto-second laser spectroscopy
․ Analysis and control of exciton transfer via antenna materials
- Development of an artificial system having similar functions with plant leaves for efficient light harvesting
․ Extraction of antenna materials from leaves, and application to the exciton transfer
․ Multi-architecturing by antenna materials and light harvesters
- Solar energy conversion (SEC) devices from an artificial system having similar structures and functions with plant leaves
․ Synthesis of band-gap tuned-quantum dots as exciton generators
․ Fabrication of SEC devices from the leaf-mimetic or leaf-inspired system
- High-efficient SEC devices from an artificial system having similar structures and functions with plant leaves
․ Optimization of structures for SEC from the leaf-mimetic or leaf-inspired system
․ Optimization of functions for SEC from the leaf-mimetic or leaf-inspired system
- Feasibility studies for fabricating low-cost SEC devices from the leaf-inspired system
․ Fabrication of large area SEC devices by low-cost processes

Results
Patents and papers of original technologies

Expected Contribution
- The fabrication of high-efficient and low-cost SEC devices based on an artificial system having similar hierarchical structures and functions with plant leaves for efficient light harvesting
- The understanding of energy transfer mechanism among antenna materials extracted from plant leaves
- The contribution to renewable-energy industrial development by high-efficient, low-cost SEC system after additional research for modularization/commercialization


(출처 : SUMMARY 5P)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• Content ... 6
• 목차 ... 6
• 제1장. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 1. 연구개발 목적 ... 7
• 2. 연구개발의 필요성 ... 7
• 3. 연구개발 범위 ... 7
• 제2장. 국내외 기술 개발 현황 ... 10
• 제3장. 연구 수행 내용 및 성과 ... 12
• 1. 식물의 에너지 수집 구조 분석 및 모방에 기반 한 광전극 용 핵심 소재 제조 ... 12
• 2. 고 이동도 홀전도성 유기물 소재 ... 19
• 3. 엑시톤 전달 소재의 다층 구조화 정렬 및 에너지 전달 메커니즘 및 고도화 전략 수립 ... 27
• 4. 광대역 광수집용 광흡수 핵심 소재 제조 ... 38
• 5. 무/유기 이종접합에서 고효율 에너지 분리를 위한 핵심 소재 제조 ... 57
• 6. 식물 양자 에너지 모방 고효율 무/유기 하이브리드 태양전지 제조 ... 69
• 제4장. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 71
• 1. 목표 달성도 ... 71
• 2. 관련 분야 기여도 ... 75
• 제5장. 연구개발성과의 활용계획 ... 77
• 1. 추가연구의 필요성 ... 77
• 2. 타 연구에의 응용 ... 77
• 3. 기업화 추진방안 ... 78
• 제6장. 연구 과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 ... 79
• 제7장. 연구개발성과의 보안등급 ... 80
• 제8장. 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 81
• 제9장. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전 조치 이행 실적 ... 82
• 제10장. 연구개발과제의 대표적 연구 실적 ... 83
• 제11장. 기타 사항 ... 83
• 제12장. 참고 문헌 ... 83
• 끝페이지 ... 84