초록 ▼

□ 연구개요
지속가능하고 무한한 에너지원인 태양에너지를 이용하는 페로브스카이트 태양전지에 대한 연구가 활발하며, 해당 소자의 효율은 빠른 속도로 발전하고 있음. 하지만, 페로브스카이트 태양전지의 높은 효율과는 별개로 낮은 안정성 문제는 상용화에 있어 가장 큰 걸림돌임. 아직까지 대부분의 연구는 광전변화효율을 높이는 기술에 초점을 맞추고 있으며, 고안정성 확보에 관한 연구는 미비한 실정임. 따라서 다양한 관점에서 접근하여 페로브스카이트 태양전지 안정성을 향상시킬 수 있는 기술에 관한 연구가 필요함. 본 연구에서는 소자의 핵심 구

□ 연구개요
지속가능하고 무한한 에너지원인 태양에너지를 이용하는 페로브스카이트 태양전지에 대한 연구가 활발하며, 해당 소자의 효율은 빠른 속도로 발전하고 있음. 하지만, 페로브스카이트 태양전지의 높은 효율과는 별개로 낮은 안정성 문제는 상용화에 있어 가장 큰 걸림돌임. 아직까지 대부분의 연구는 광전변화효율을 높이는 기술에 초점을 맞추고 있으며, 고안정성 확보에 관한 연구는 미비한 실정임. 따라서 다양한 관점에서 접근하여 페로브스카이트 태양전지 안정성을 향상시킬 수 있는 기술에 관한 연구가 필요함. 본 연구에서는 소자의 핵심 구성요소인 전자전달층, 정공전달층, 페로브스카이트층을 모두 제어하여 고효율을 달성함과 동시에 페로브스카이트 태양전지의 상업화를 위한 최우선 과제인 구동 안정성을 확보하고자 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
(1) 1차년도 목표 : 효율 21%
- 페로브스카이트 내의 전하전달 현상 규명
- 전하전달층의 이동도에 따른 소자 성능 변화 이해
- 논문 SCI급 2편, 특허 1건
(2) 2차년도 목표 : 효율 21%, 1,000 시간 후 초기효율 80% 유지
- 최적의 고이동도, 고안정성 유연 정공전달층 개발
- 고안정성 페로브스카이트 문헌 조사 및 기본 소자 제작
- 신규 고안정성 페로브스카이트 1종 개발
- 논문 SCI급 5편, 특허 2건
(3) 3차년도 목표 : 효율 22%, 1,000 시간 후 초기효율 80% 유지, 수분, 열, 광에 대한 안정성 동시 확보
- 신규 스트레처블 기판 1종 개발
- 고효율, 고안정성 페로브스카이트 1종 개발
- 높은 수분, 열, 광 안정성의 유무기 복합 태양전지 제조
- 논문 SCI급 5편, 특허 2건
(4) 4차년도 목표 : 무기 태양전지 효율 18%, 초기효율 90% 유지 안정성 확보
- 고안정성 신규 페로브스카이트 소재 2종 개발
- 논문 SCI급 2편, 특허 1건
* 본 과제를 통해 SCI 논문 14편 (상위 5% 10편 포함), 특허 10편 달성하고자 함.
- 년도별 세부 연구 내용 모두 달성.
- SCI 논문 21편 게재함.
- 특허 출원 11편 (국외 2편), 등록 8편 달성.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
- 본 과제의 연구개발성과는 세계 최고 수준의 결과이며, 이와 같은 기술의 개발은 차세대 태양전지의 상업화를 앞당길 수 있는 원동력이 될 것이라 사료됨. 더욱 주목할 점은 연구결과가 단순히 한 종류의 태양전지에서 적용할 수 있는 기술이 아닌, 다양한 형태의 유/무기 태양전지에서도 범용적으로 사용가능하다는 점에서 그 파급력이 있음.
- 본 연구과제를 수행하며 개발한 신규 물질 (신축성 기판, 전하전달물질, 광활성물질)과 전략들을 이용하여 태양전지를 넘어서서 다양한 형태의 광전자소자로의 응용을 시도해보고자 함. photodetector, LED 등의 다양한 광전자소자들로의 응용은 연구 저변을 확대해줄 것임.
- 특히, 연구논문 및 특허 등록과 함께 관련 산업 기업체 및 연구소들과의 지속적인 교류를 통하여 산업체/연구소들과 상생하는 방향으로 연구를 수립 및 진행하고 이를 통해 실용성 있는 기술을 개발하고자 함.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 연구개발의 목적 ... 4
• 2) 연구개발의 필요성 ... 4
• 3) 연구개발의 가설 및 최종목표 ... 5
• 4) 연구개발의 범위 ... 6
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 7
• 1) 1차년도 (2018. 09. 01. ~ 2019. 02. 28) ... 8
• 2) 2차년도 (2019. 03. 01. ~ 2020. 02. 29) ... 10
• 3) 3차년도 (2020. 03. 01. ~ 2021. 02. 28) ... 12
• 4) 4차년도 (2021. 03. 01. ~ 2021. 08. 31) ... 15
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 16
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 16
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 16
• 3) 목표 달성 수준 ... 16
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 17
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 18
• 6. 참고문헌 ... 18
• 붙임1 세부 정량적 연구개발성과 ... 20
• 붙임2 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 31
• 끝페이지 ... 46