초록 ▼

□ 연구목적
본 과제는 최적화된 TiO₂ 층, 페로브스카이트 물질, 그리고 탄소나노튜브 혹은 그래핀/고분자 복합재료 상대전극을 활용하여 염료감응형 태양전지의 수명을 향상시키는 것임.

□ 연구내용
태양전지의 전력변환효울을 증가시키기 위한 방법으로 TiO₂층에 관한 연구를 진행함. 또한, 다양한 페로브스카이트 물질을 적용하여 더 높은 안정성과 전력변환효율을 얻기 위해 연구함.

□ 연구결과
○ TiO₂층의 스핀코팅 rpm 수를 변화시킴으로

□ 연구목적
본 과제는 최적화된 TiO₂ 층, 페로브스카이트 물질, 그리고 탄소나노튜브 혹은 그래핀/고분자 복합재료 상대전극을 활용하여 염료감응형 태양전지의 수명을 향상시키는 것임.

□ 연구내용
태양전지의 전력변환효울을 증가시키기 위한 방법으로 TiO₂층에 관한 연구를 진행함. 또한, 다양한 페로브스카이트 물질을 적용하여 더 높은 안정성과 전력변환효율을 얻기 위해 연구함.

□ 연구결과
○ TiO₂층의 스핀코팅 rpm 수를 변화시킴으로써 최적화된 TiO₂층을 제작함. 또한, 전극층으로 사용되는 은의 증착 두께를 변화시키면서 가장 높은 전력변환효율을 얻을 수 있는 최적화된 두께를 찾음.

○ 다양한 페로브스카이트 전구체를 합성한 후, 태양전지의 흡광체로써 그 물질을 적용함. 페로브스카이트 전구체는 one-step방법으로 스핀코팅함. CH₃NH₃PbI_3-xCl_x의 전력변환효율을 높이기 위해 첨가제를 사용하였으며, 그 결과, 첨가제를 사용한 태양전지가 더 높은 전력변환 효율을 보이는 것을 확인함.

○ 태양전지의 안정성을 높이기 위해 메틸암모늄 이온을 세슘 이온으로 대체함. 그 결과, 대기 중에서의 안정성이 세슘을 사용한 태양전지가 더 좋았음을 확인함.

□ 연구결과의 활용계획
○ 여러 종류의 유/무기-납 할로겐화물 페로브스카이트 합성’은 물질의 비율이나 구성원소의 조절을 통해 특성을 조절할 수 있어 광전소자에 폭넓은 적용이 가능함.

○ 본 연구를 통한 용액 기반 프린팅 공정은 향후 저렴하게 연속적으로 전자 소자 생산이 가능한 roll-to-roll 공정에 적용이 가능하여 유기 광전 소자 시장에서 가격 경쟁력에서 크게 우위를 점할 수 있음.

○ 본 과제에서 제안하는 고체전해질 페로브스카이트의 형성 기술은 one-step coating, sequential deposition, vapor deposition으로서 원료물질로부터 간단한 spin-coating이나 증착을 통해 합성할 수 있는 기술로, 핵심 기초 아이디어가 바로 산업화에 적용될 수 있음.

○ 본 연구단에서 제안하는 페로브스카이트 합성 기술은 염료감응형 태양 전지에만 한정적으로 적용되는 것이 아니라 각각 페로브스카이트 태양 전지나 포토 디텍터, LED 등의 다양한 전자소자에 접목이 가능하며 여러 특성을 가진 다양한 페로브스카이트의 합성 기술이 개발된다면 해당 기술의 유연한 활용을 기대할 수 있음.

(출처 : 한글요약문 4p)

Abstract ▼

□ Purpose
The project is to improve the lifetime of dye-sensitized solar cells by using optimized TiO₂ layer, perovskite materials, and carbon nanotube or graphene/polymer composite counter electrode.

□ Contents
To improve the power conversion efficiency, TiO₂ laye

□ Purpose
The project is to improve the lifetime of dye-sensitized solar cells by using optimized TiO₂ layer, perovskite materials, and carbon nanotube or graphene/polymer composite counter electrode.

□ Contents
To improve the power conversion efficiency, TiO₂ layer had been studied. In addition, various perovskite materials are applied to achieve higher stability and power conversion efficiency.

□ Results
○ Optimized TiO₂ layer was fabricated by changing the rpm number of spin-coating. In addition, the optimal thickness of silver to obtain the highest power conversion efficiency while varying the thickness of silver used as the electrode layer.
○ After synthesis of various perovskite precursors, the perovskite is applied as a light absorber of solar cells. The perovskite precursor is spin-coated by a one-step method. CH₃NH₃PbI_3-xCl_x was used to increase the power conversion efficiency by using additives. As a result, it was confirmed that the solar cells using the additive showed higher power conversion efficiency than solar cell without additive.
○ Methylammonium ions were replaced with cesium ions to increase the stability of solar cells. As a result, it was confirmed that the stability in the atmosphere was better for cesium-based solar cells.

□ Expected Contribution
○ Various kinds of organic/inorganic-lead halide perovskite synthesis can control the properties by controlling the ratio of the materials and constituent elements, and thus it can be widely applied to photoelectric devices.
○ Solution-based pronting process through this study can be applied to roll-to-roll process which can continuously produce electronic devices inexpensively in the future, which can give a great advantage in price competitiveness in the organic photoelectric device market.
○ The technology for forming the solid electrolyte perovskite proposed in this project is one-step coating, sequential deposition, and vapor deposition, which can be synthesized from a raw material by simple spin-coating or vapor deposition. It can be applied to industrialization.
○ The perovskite synthesis technology proposed by the research is not limited to dye-sensitized solar cells but can be applied to various electronic devices such as perovskite solar cells, photodetectors and LEDs. If the synthesis technique of various perovskites is developed, the flexible use of the technology can be expected.

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 연구계획 요약문 ... 3
• 연구결과 요약문 ... 4
• 한글요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 연구내용 및 결과 ... 6
• 1. 연구개발 과제의 개요 ... 6
• 2. 연구수행 내용 및 결과 ... 8
• 3. 목표 달성도 및 자체평가 ... 37
• 4. 연구결과의 활용계획 ... 39
• 5. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 40
• 6. 참고문헌 ... 42
• 7. 연구성과 ... 43
• 8. 기타사항(과제 수행 시 중요 변경사항, 평가 시 고려사항 등) ... 51
• 별첨. 대 표 연 구 성 과 ... 52
• 끝페이지 ... 54