초록 ▼

□ 연구개요
■ 분자 상호인력 조절 가능한 첨가제 도입을 통한 고품질 결정성장 및 Sn 산화수 안정화
- 페로브스카이트 결정 내의 Sn 상 (phase)　안정성, 즉, 산화되는 것을 방지 가능한 이온 host-guest 첨가제
- 첨가제의 charge의 세기가 너무 강할 경우 전자의 흐름을 형성할 전공(Hole)이 Trap 되어 효율이 저하하기 때문에 적절한 물성의 소재 설계 필요
- 따라서 본 연구에서는 1) 프리커서 첨가제 설계 및 합성하여 2) 소자 도입 최적화 3) 결정상 안전성 및 4)태양전지 소자 장

□ 연구개요
■ 분자 상호인력 조절 가능한 첨가제 도입을 통한 고품질 결정성장 및 Sn 산화수 안정화
- 페로브스카이트 결정 내의 Sn 상 (phase)　안정성, 즉, 산화되는 것을 방지 가능한 이온 host-guest 첨가제
- 첨가제의 charge의 세기가 너무 강할 경우 전자의 흐름을 형성할 전공(Hole)이 Trap 되어 효율이 저하하기 때문에 적절한 물성의 소재 설계 필요
- 따라서 본 연구에서는 1) 프리커서 첨가제 설계 및 합성하여 2) 소자 도입 최적화 3) 결정상 안전성 및 4)태양전지 소자 장기 안정성 평가의 연구를 수행

□ 연구 목표대비 연구결과
(1) 비납계 양이온인 Sn 페로브스카이트 안정화 가능한 첨가 물질 확보
- DFT 계산을 통해 구조적 안정화 이론적 계산
- 실험을 통한 결정성 안정화 및 결정성 향상 확인
(2) 첨가제 적용 페로브스카이트 태양전지 소자 성능 최적화 기술 확보
- DFT 계산을 통해 최종 선정된 계면물질 2종에 대해 페로브스카이트 태양전지에 적용하여 소자의 성능을 향상시키는 공정 조건 확보
- 계산결과와 달리 최소 크기의 CE에서 가장 좋은 성능을 확보
(3) 첨가제 적용 페로브스카이트 태양전지 독성 안정성 및 장기 안정성 (수분) 확보
- 계면물질 적용 납 유출 방지 및 장기 수분안정성 향상 능력 확보
- 이온정립 도움에 따른 MPPT 구동 최적, 히스테리시스 감소
전체적인 소자 특성의 경우 Sn 페로브스카이트 태양전지 제작에 필수적인 SnF 시약이 제조사의 반복적인 생산지연으로 확보가 1년이상 불가함에 따라 목표대비 달성도가 미흡함.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
○ 기존 납-할라이드 태양전지의 toxic 이미지 개선
- 본 연구과제를 통해 납을 효율적으로 포획하고, 수분에 강한 계면물질을 개발할 경우, 기존 납 유출에 대한 인체 유해성과 수분 취약에 의한 성능 저하의 문제를 동시에 해결할 수 있을 것으로 판단됨. 특히 납이 유출되지 않아 독성이 있다는 이미지를 탈피함으로써 사람들이 lead halide perovksite 사용을 거북하지 생각하지 않아 이미지 개선 효과 기대해 볼 수 있음.
○ 실내 및 IoT 제품 적용 페로브스카이트 태양전지 상용화 가능성 향상
- 인체 접족이 많은 제품에도 적용 가능성이 높아져 제품군 확대 기대

(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) 연구개발 최종목표 ... 4
• 4) 연구개발 범위 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 1) 상 안정화를 위한 새로운 host-guest 첨가제 연구 ... 5
• 2) 첨가물질 도입 페로브스카이트 필름 형성 및 태양전지 소자 성능 최적화 ... 6
• 3) 결정상 안정성 평가 분석 ... 8
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 9
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 9
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 9
• 3) 목표 달성 수준 ... 9
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 9
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 10
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 10
• 6. 자체점검표 ... 10
• 7. 참고문헌 ... 10
• 끝페이지 ... 10