초록 ▼

□ 연구개요
◦ 2006년부터 시작된 페로브스카이트 태양전지 분야는 급속도로 성장 중
◦ 최근 광전효율이 2%씩 증가하여 현재 최고기록 25.2%를 대한민국이 보유하고 있음
◦ 이는 CIGS 태양전지 (23.4%) 보다 높으며, 상용 실리콘 태양전지 (26.7%)에 근접함
◦ 따라서 페로브스카이트 태양전지의 상업화가 주목을 받고 있음
◦ 하지만 제품화의 관점에서 페로브스카이트의 주성분인 납(Pb)의 독성이 문제가 됨
▶ 납(Pb)은 RoHS에 의해 특정유해물질로 규정됨
▶ 납을 대체할 수 있

□ 연구개요
◦ 2006년부터 시작된 페로브스카이트 태양전지 분야는 급속도로 성장 중
◦ 최근 광전효율이 2%씩 증가하여 현재 최고기록 25.2%를 대한민국이 보유하고 있음
◦ 이는 CIGS 태양전지 (23.4%) 보다 높으며, 상용 실리콘 태양전지 (26.7%)에 근접함
◦ 따라서 페로브스카이트 태양전지의 상업화가 주목을 받고 있음
◦ 하지만 제품화의 관점에서 페로브스카이트의 주성분인 납(Pb)의 독성이 문제가 됨
▶ 납(Pb)은 RoHS에 의해 특정유해물질로 규정됨
▶ 납을 대체할 수 있는 친환경 페로브스카이트 물질이 필요함
◦ 페로브스카이트내 납 사용의 해결방안으로 과학계 일부에서 비납계 페로브스카이트 태양전지 연구가 진행되어 왔음
◦ 비납계 페로브스카이트 태양전지에는 주석 (Sn)계와 비스무트 (Bi)계가 존재함
◦ 주석계 페로브스카이트 태양전지가 효율과 재현성 면에서 비스무트 대비 더 높은 가능성을 보여줌
◦ 하지만 주석 페로브스카이트는 미국, 중국, 대만, 일본 등 한국 이외 국가들이 이끌어 왔음
◦ 따라서 한국이 페로브스카이트 태양전지 분야 내 세계적 우위를 더욱 견고히 하기 위해서는 주석 페로브스카이트 태양전지 연구가 반드시 필요함
◦ 본 연구에서는 풀러렌 유도체를 포함한 다양한 재료 및 기술들을 활용하여 고성능 비납계 태양전지를 이루고자 함

□ 연구 목표대비 연구결과
◦ 페로브스카이트 필름의 에너지 준위를 주성분의 조성변화와 금속이온 도핑으로 정밀 제어하고 다양한 신규 플러렌 유도체를 페로브스카이트 첨가제와 전자수송체로 사용하여 비납계 페로브스카이트 태양전지 현 최고효율 갱신하는 고효율·고안정성 주석 페로브스카이트 태양전지 개발하는 것이 이 연구의 목표임
◦ 1년이라는 짧은 기간으로 인하여 Glycol PCBM과 Urea Fullerene등 신규 플러렌 합성에 성공하였고 페로브스카이트 태양전지에서 높은효율을 확보하였지만 논문작성은 진행중에 있음
◦ 연구 목표로 설정한 신규 플러렌 유도체 태양전지 적용 결과는 아직 도출중이지만 다른 기술을 활용하여 좋은 성과를 얻음
◦ 오존처리 기술을 활용하여 비납계 주석 페로브스카이트 태양전지를 제작하였고 10.1%라는 높은 효율을 기록함
◦ 본 기록은 현재 국내 최고효율이며 한국에너지기술원에서 8%이상의 효율을 인증받기도 함

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
◦ 본 연구성과로 얻은 비납계 주석 페로브스카이트 태양전지의 10.1% 효율은 현재 국내에서 보고된 SCI급 논문에서는 최고 기록으로 알고 있음
◦ 또한 최초로 인증을 받은 효율로써 본 연구진이 이번 과제를 통해 비납계 주석 페로브스카이트 태양전지 기술에서는 국내 최고수준을 확보하고 있다라고 말할 수 있음
◦ 본 연구결과를 바탕으로 이제는 세계 최고수준으로 도약 할 수 있는 기반을 확보함
◦ 뿐만아니라 논문 실적부분에서도 지난 1년간 본 연구과제의 사사가 들어간 주저자 논문 기준 총 5편을 게재함. (I. Jeon* et al., ACS Appl. Mater. Interfaces 2021, 13, 42935; I. Jeon* et al., Small Methods 2021, 2100080; I. Jeon* et al., Sol. RRL 2021, 2000783; I. Jeon* et al., Adv. Sci. 2021, 2004092; I. Jeon* et al., Mater. Adv., 2021, 2, 488)

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 8
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 8
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 8
• 3) 목표 달성 수준 ... 8
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 8
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 9
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 9
• 붙임1 세부 정량적 연구개발성과 ... 10
• 붙임2 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 11
• 끝페이지 ... 15