초록 ▼

□ 연구개요
태양전지를 저가로 제조하기 위해서는 태양전지에 핵심으로 사용되는 소재 혹은 제조 공정의 비용을 대폭 감소시킬 필요가 있으며, 손쉽게 제작이 가능해야 한다. 무기 반도체 기반 태양전지의 대안으로 저가의 소재와 공정으로 제조가 가능한 염료 감응형 태양전지와 유기태양전지가 활발히 연구되고 있다. 그러나, 전도성 고분자를 사용한 유기 태양전지의 경우 10% 초반에 머물고 있고, 염료감응형 태양전지의 경우에도 액체 전해질을 사용한 경우 최대 12-13 %로 실리콘 태양전지에 비해 여전히 낮다. 이에 따라, 기존의 실리콘 단

□ 연구개요
태양전지를 저가로 제조하기 위해서는 태양전지에 핵심으로 사용되는 소재 혹은 제조 공정의 비용을 대폭 감소시킬 필요가 있으며, 손쉽게 제작이 가능해야 한다. 무기 반도체 기반 태양전지의 대안으로 저가의 소재와 공정으로 제조가 가능한 염료 감응형 태양전지와 유기태양전지가 활발히 연구되고 있다. 그러나, 전도성 고분자를 사용한 유기 태양전지의 경우 10% 초반에 머물고 있고, 염료감응형 태양전지의 경우에도 액체 전해질을 사용한 경우 최대 12-13 %로 실리콘 태양전지에 비해 여전히 낮다. 이에 따라, 기존의 실리콘 단결정 기반 태양전지를 대체할 수 있을 정도로 우수한 효율을 갖거나 그와 유사한 수준의 효율을 내는 태양전지의 개발이 절실한 상황이다. 본 연구에서는 무/유기 하이브리드 페로브스카이트 구조의 새로운 광흡수체 합성 및 유기 홀 전도체의 광전기적 특성 제어를 통해서 향상된 특성을 갖는 페로브스카이트 태양전지를 제작하고자 한다. 그리고 더 나아가서는 페로브스카이트와 홀 전도체 사이의 계면 특성을 제어하여 차세대 에너지원으로의 페로브스카이트 태양전지의 가능성을 확인하고자 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
가. 연구의 최종 목표
▶ 페로브스카이트와 유기 홀 전도체 사이의 계면 연구 및 안정성 연구를 통한 소자 성능 향상 및 개발된 페로브스카이트 태양전지의 안정성 테스트(효율감소율 < 20% @ 1sun)실시
나. 연구달성도
▶ 페로브스카이트와 유기 홀 전도체 및 계면 제어 연구를 통해 23% 이상의 효율을 달성하였으며, 극한조건인 85℃ 85% 조건에서 20%이상의 효율을 갖는 태양전지를 개발함.
다. 연구실적
▶ 페로브스카이트와 유기 홀 전도체 및 계면 제어 연구에 대한 국제 우수학술지 게재 및 국내외 특허를 다수 등록하였으며 이에 관한 연구를 성실히 수행함.

□ 연구결과의 중요성
▶ 기능성 무기물과 기능성 유기물이 가진 특성을 모두 이용하는 시너지성 재료는 현재 사용되는 재료의 특성 향상에 의한 경쟁력 향상과 새로운 물성의 발현에 의한 신산업 창출로 경제․산업적 측면에서의 중요성이 매우 큼
▶ 지속적인 선행 특허 분석 및 연구원 내 특허 관련 직원과의 논의를 통한 기술 특허 및 해외 특허 출원 및 등록을 통해 국내 기업과의 활발한 연계를 통한 기술이전 적극 시도할 수 있어 상용화 측면에서 매우 중요함
▶ 현재 페로브스카이트 태양전지는 차세대 태양전지중에서 제작 단가가 매우 싸고, 고효율을 만들 수 있으므로 상업적으로 활용될 가능성이 매우 큼

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구과제의 개요 ... 4
• 가. 연구의 목적 ... 4
• 나. 연구의 필요성 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 가. 페로브스카이트 성분제를 통한 고내구성의 태양전지 개발 (1차년도) ... 5
• 나. 결정성을 갖는 홀 전도체의 개발 (1, 2차년도) ... 5
• 다. 할로겐화물의 결함제어를 통한 고효율 페로브스카이트 태양전지 개발 (2, 3차년도) ... 6
• 라. 고효율을 위한 작용기 제어 홀 전도체의 개발 (2, 3차년도) ... 6
• 마. 열 및 수분에 견디는 봉지 증착법 개발 (2, 3차년도) ... 6
• 마. 페로브스카이트와 유기 홀 전도체 사이의 계면 특성 제어 및 계면 성질 파악 (4차년도) ... 7
• 바. 유기 홀 전도체(PTAA) 및 봉지화를 통한 고내구성 페로브스카이트 태양전지 제작 및 특성 평가 (5차년도) ... 8
• 3. 연구결과의 중요성 ... 8
• 4. 참고문헌 ... 9
• 5. 연구성과 ... 10
• 끝페이지 ... 11