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Kafe 바로가기주관연구기관 | 뉴파워프라즈마(주) |
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연구책임자 | 김수봉 |
참여연구자 | 김능수 , 조준식 , 김정 , 고대홍 , 장효식 |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 | 한국어 |
발행년월 | 2020-04 |
과제시작연도 | 2019 |
주관부처 | 산업통상자원부 Ministry of Trade, Industry and Energy |
등록번호 | TRKO202200005400 |
과제고유번호 | 1415164147 |
사업명 | 소재부품기술개발(R&D) |
DB 구축일자 | 2022-07-23 |
키워드 | 탄소섬유.다결정 실리콘 증착.전기전도도.탄성율.태양전지. |
3. 개발결과 요약
□ 최종목표
셀효율 15% 이상의 실리콘코팅 Carbon fiber 전자소재 개발
· 원사섬유 : 강도 ≥6.5g/d, 신율 ≤10%
· 고전도 탄소섬유: 탄성율 ≥240GPa, 신율 ≤1%, 전기저항 ≤0.5x10-4 Ωcm
· Si 박막: 결정화도 ≥90%, 증착율 ≥10nm/sec
· 태양전지 셀효율 ≥15%(1cm x 1cm),
· 음극재 방전용량 ≥1,000mAh/g, 내구성 1,000cycles(@80% retention), 방전율속 ≥90%
3. 개발결과 요약
□ 최종목표
셀효율 15% 이상의 실리콘코팅 Carbon fiber 전자소재 개발
· 원사섬유 : 강도 ≥6.5g/d, 신율 ≤10%
· 고전도 탄소섬유: 탄성율 ≥240GPa, 신율 ≤1%, 전기저항 ≤0.5x10-4 Ωcm
· Si 박막: 결정화도 ≥90%, 증착율 ≥10nm/sec
· 태양전지 셀효율 ≥15%(1cm x 1cm),
· 음극재 방전용량 ≥1,000mAh/g, 내구성 1,000cycles(@80% retention), 방전율속 ≥90%
□ 개발내용 및 결과
전자소재용 고전도 탄소섬유 개발
· 원사섬유 : 강도 7.18g/d, 신율 10.9%
· 고전도 탄소섬유: 탄성율 380GPa, 신율 0.62%, 전기저항 0.745x10-4 Ωcm
실리콘 코팅 탄소섬유기판을 이용한 박막 태양전지 개발
· Si 박막: 결정화도 91.3%, 증착율 17.8nm/sec(@CF) 5.66nm/sec(@CFP)
· 태양전지 셀효율 15.17%(1cm x 1cm)
Silicon oxide 코팅 탄소섬유를 이용한 고용량 음극활물질 개발
· 음극재 방전용량 1,170mAh/g, 내구성 1,000cycles(@71.2% retention), 방전율속 90.5%
□ 기술개발 배경
국방, 항공, 우주산업에서 경량성, 고내구성, 고안정성, 내방사선 특성의 고부가가치 박막 태양전지(Si, CIGS) 제조기술 요구
EV 시장 확대로 300Wh/kg급 고용량 2차전지 수요 증가
에너지 저장/변환용 세라믹 소재 원천기술의 높은 대외 의존도로 대기업 중심의 산업 발전
국내 에너지 관련소재 제조기반 취약으로 핵심 산업의 성장 동력 저하
□ 핵심개발 기술의 의의
다공성 탄소섬유는 상용 탄소섬유와 제조 방법 및 응용 분야가 다름. 부피팽창이 심한 Si계 음극소재를 고전도성의 탄소내부에 형성시켜 부피팽창 및 전도성 문제를 동시에 해결, 차세대 음극재로 가능성이 높음.
□ 적용 분야
이차전지 음극활물질
박막 태양전지 기판
수퍼캐패시터 전극재
(출처 : 기술개발사업 최종보고서 초록 4p)
과제명(ProjectTitle) : | - |
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연구책임자(Manager) : | - |
과제기간(DetailSeriesProject) : | - |
총연구비 (DetailSeriesProject) : | - |
키워드(keyword) : | - |
과제수행기간(LeadAgency) : | - |
연구목표(Goal) : | - |
연구내용(Abstract) : | - |
기대효과(Effect) : | - |
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