초록 ▼

ㅇ 연구개요
본 연구는 다양한 에너지 변환/저장 장치 또는 차세대 태양전지 등의 필수 구성 요소중의 하나로서 고안정성, 고전도성, 고촉매성 특성을 보유한 비귀금속계의 저가형 고성능 전극을 개발하고자 함. 특히 2종 홀 전도 특성 및 내수분 안정성을 가지면서 2종이상의 다종 태양전지에 범용으로 동시에 적용 가능한 고성능 고 안정성 다기능성 스마트 상대전극 개발을 최초로 시도함.

ㅇ 연구 목표대비 연구결과
◾ 고기능성 대체 전극소재 탐색 연구
◦ 본 연구 목표는 다른 연구 목표들을 달성하기 위한 기초적인 목

ㅇ 연구개요
본 연구는 다양한 에너지 변환/저장 장치 또는 차세대 태양전지 등의 필수 구성 요소중의 하나로서 고안정성, 고전도성, 고촉매성 특성을 보유한 비귀금속계의 저가형 고성능 전극을 개발하고자 함. 특히 2종 홀 전도 특성 및 내수분 안정성을 가지면서 2종이상의 다종 태양전지에 범용으로 동시에 적용 가능한 고성능 고 안정성 다기능성 스마트 상대전극 개발을 최초로 시도함.

ㅇ 연구 목표대비 연구결과
◾ 고기능성 대체 전극소재 탐색 연구
◦ 본 연구 목표는 다른 연구 목표들을 달성하기 위한 기초적인 목표로 아래 기술한 연구결과는 본 연구목표의 결과로 대변될 수 있음.
◾ 상온 공정을 이용한 다양한 전극소재의 전극화 연구
◦ 나노소재의 Paste 화, Langmuir-blodgett 방법, 전계방사 방법등 다양한 상온 공정을 개발하여 나노 소재의 전극화 연구 진행함.
◦ 나노 소재의 특징 및 적용 분야에 따라 차별화/최적화된 전극화 방법을 적용하여 우수한 특성을 가지는 전극을 개발함.
◾ 저차원 탄소/고분자 복합 나노소재의 전극화 및 응용 연구
◦ 탄소기반 소재 / 고분자 소재 및 복합체를 활용한 각 소재에 맞는 최적화된 전극화 공정을 통해 전극을 제작 태양전지, 바이오센서등 다양한 분야 응용연구를 진행함.
◦ 탄소 기반 소재의 paste/전극화를 통한 태양전지 상대전극 적용 연구를 진행하였으며, Perovskite 태양전지에 적용하여 8.43%의 효율을 달성함.
◦ 전계방사(Electrospray) 방법을 이용하여 고기능성 탄소기반 나노소재/고분자 보합전극을 개발함. 추가적인 열 소성 없이 건조만으로 전극 제작
◾ 다기능성 복합형 스마트 상대전극 구현
◦ 가장자리가 기능화 된 그래핀 나노소재를 이용하여 태양전지/바이오 센서 응용. 선택적으로 기능화 한 나노소재를 전극화 하였으며, 기존의 귀금속 계열 전극보다 뛰어난 촉매활성도를 가지며 염료감응형 태양전지에 적용하여 9.31±0.03%의 우수한 광전효율을 달성함.
◦ Solvothermal 방법을 이용하여 황화물 기반 전극 소재 합성 및 전극화 연구를 진행함. 염료감응형 태양전지에 적용하여 5.64%의 광전효율을 달성하였음.
◾ 고안정성을 가지는 다기능성 복합 나노 소재 상대전극 개발 및 응용
◦ 표면 개질 수정 및 전극 최적화를 통하여 최적화 전 전극에 비하여 안정성과 촉매활성도 특성을 향상하였음.

ㅇ 연구개발결과의 중요성
○ 본 연구를 통해 염료감응형 태양전지 및 양자점 감응형 태양전지 등 감응형기반 태양전지의 비귀금속 계열의 상대전극에 대한 연구를 꾸준히 진행하였음. 이와 관련하여 다양한 기능화된 탄소기반소재를 활용하여 기존의 고가 귀금속 소재를 대체할 수 있거나, 더 우수한 결과 보이는 다양한 소재/전극화 적용에 관한 다수의 논문들을 발표 하였으며 이를 통해 동 분야에서 세계적인 수준의 연구를 선도하고 있음.
○ 본 연구에서는 비귀금속 계열의 전극 소재 개발, 상온 박막화 공정 및 최적화, 전극표면 개질 개선 등을 통하여 기존의 귀금속계열 상대전극과 대등한 성능의 상대전극을 개발하였으며, 이것은 태양전지의 가격경쟁력을 개선시켜 차세대 태양전지의 상용화에 대한 기여가 기대 됨.


(출처 : 연구결과 요약문 3P)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• 고기능성 대체 전극소재 탐색 연구 ... 6
• 상온 공정을 이용한 다양한 전극소재의 전극화 연구 ... 6
• 저차원 탄소/고분자 복합 나노소재의 전극화 및 응용 연구 ... 8
• 다기능성 복합형 스마트 상대전극 구현 ... 9
• 고안정성을 가지는 다기능성 복합 나노 소재 상대전극 개발 및 응용 ... 10
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 14
• 4. 참고문헌 ... 15
• 5. 연구성과 ... 16
• 대표적 연구실적 ... 26
• 끝페이지 ... 41