초록 ▼

□ 연구개요
고효율/장수명 유-무기 하이브리드 페로브스카이트 태양전지(PSC)의 개발을 위해 이의 태양전지 구성요소인 광흡수층 및 전자/정공 전달층의 구조적 화학적 변화 및 열화기구를 분석, 이해한다. 또한, 페로브스카이트 계 유연태양전지 상용화를 위한 저비용/저온공정 개발을 목표로 하였다. 이를 통해 경제성을 갖는 고효율/장수명 플렉시블 광전변환소자에도 적용 가능한 범용 소자 제작 기술을 확보 하고자 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
고성능 태양전지 및 유연소자로의 적용을 위한 페로브스카이트 관련 복합기술

□ 연구개요
고효율/장수명 유-무기 하이브리드 페로브스카이트 태양전지(PSC)의 개발을 위해 이의 태양전지 구성요소인 광흡수층 및 전자/정공 전달층의 구조적 화학적 변화 및 열화기구를 분석, 이해한다. 또한, 페로브스카이트 계 유연태양전지 상용화를 위한 저비용/저온공정 개발을 목표로 하였다. 이를 통해 경제성을 갖는 고효율/장수명 플렉시블 광전변환소자에도 적용 가능한 범용 소자 제작 기술을 확보 하고자 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
고성능 태양전지 및 유연소자로의 적용을 위한 페로브스카이트 관련 복합기술 개발을 위해 본 연구진은 다음의 목표를 설정 및 결과를 도출하였다.
1. 고품질 페로브스카이트 박막 형성을 위한 공정 개발 및 결정립 제어기술 확보
- 고성능 페로브스카이트 태양전지 제작 및 분석을 위한 고품질 페로브스카이트 박막 제작
- 공정 중 불순물상 생성의 억제 및 소자 응용을 위해서는 추가적으로 합성된 박막의 광학적, 전기적 특성을 분석하여 효율향상의 인자 규명 및 광전기적 특성과 이들 인자 간의 체계적인 상관관계에 대한 정립
- 전구체 용액 속 화학반응관찰, 다양한 조성에서의 페로브스카이트 박막의 도핑 및 고상 고용을 통한 특성변화, 그리고 열처리 등에 따른 효과 관찰
2. 페로브스카이트 태양전지(PSC)의 열화 메커니즘 분석 및 극복
- 페로브스카이트의 미세구조의 이온/결함 이동 현상이 태양전지 특성에 미치는 영향을 임피던스 및 광전변환특성 분석을 통해 이해
- 새로운 유기분자의 도핑을 이용한 기존 페로브스카이트의 안정성 확보
- 납을 대체할 원소로 주석(Sn⁴⁺)을 사용한 태양전지의 가능성 보고
3. 저온 공정 기반의 플렉서블 페로브스카이트 태양전지 제작을 위한 기술 개발 및 성능 향상
- 저온공정 산화물 전극의 공정 온도에 따른 영향 관찰
- 폴리머 기반의 층간소재를 이용한 태양전지의 성능 및 안정성 향상

□ 연구개발결과의 중요성
본 연구진의 연구 결과는 기존 페로브스카이트 태양전지의 요소를 보완 및 개질함으로써 앞서 제시된 열화기구들의 저감을 실현하고, 저비용/저온 공정 접근을 제시하여 이들 해결전략의 응용 가능성을 제시하였다. 이를 통하여 페로브스카이트 태양전지의 특정 요소에 국한된 개선방안을 제시하는 것이 아닌, 페로브스카이트 태양전지를 구성하는 대부분의 요소들을 망라하는 열화기구의 개선과 이에 따른 고효율/장수명 디바이스의 구현을 제시하였다고 할 수 있다.
이러한 결과는 다양한 전략을 통하여 페로브스카이트 태양전지 분야의 제반 문제들에 대한 통합적 해결을 추구한다는 점에서 도전적이다.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• 가. 연차별 연구 내용 및 결과 ... 6
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 18
• 4. 참고문헌 ... 19
• 5. 연구성과 ... 20
• 대표적 연구실적 ... 29
• 끝페이지 ... 46