초록 ▼

□ 연구목적
본 연구팀에서는 박막의 광전기적 특성 분석법을 통해 박막 내의 잔재 응력 분포가 반송자 특성에 미치는 영향을 분석하여 태양전지 소자의 효율 및 안정성을 개선할 수 있는 효과적인 응력 분포 및 제어방법 탐색을 목표로 함.

□ 연구내용
중국 측 연구 책임자인 Qi Chen의 연구팀에서는 최근 할라이드 페로브스카이트 박 막에 잔재하는 응력의 분포를 조사하고 이 분포가 태양전지 소자에서 어떤 영향을 미치는 지 밝혀내어 저명한 저널에 투고하였음 (Nature Communications, 2019). 한국

□ 연구목적
본 연구팀에서는 박막의 광전기적 특성 분석법을 통해 박막 내의 잔재 응력 분포가 반송자 특성에 미치는 영향을 분석하여 태양전지 소자의 효율 및 안정성을 개선할 수 있는 효과적인 응력 분포 및 제어방법 탐색을 목표로 함.

□ 연구내용
중국 측 연구 책임자인 Qi Chen의 연구팀에서는 최근 할라이드 페로브스카이트 박 막에 잔재하는 응력의 분포를 조사하고 이 분포가 태양전지 소자에서 어떤 영향을 미치는 지 밝혀내어 저명한 저널에 투고하였음 (Nature Communications, 2019). 한국 측 연구책임자인 신병하 교수의 연구팀에서는 최근 박막에 빛을 조사함으로써 나타나는 다수 및 소수 반송자의 다양한 응답 특성값을 한 번의 측정만으로 모두 도 출해낼 수 있는 선진 측정 기법인 carrier-resolved photo-Hall 측정방법을 개발하여 이 결과를 저명한 저널에 투고하는 큰 성과를 올린 바 있음 (Nature, 2019). 두 연구팀의 선진 기술을 결합하여 본 연구에서는 조성 불균일로부터 야기되어 할라이드 페로브스카이트 박막 내에 잔재하는 응력 분포 변화가 다수 및 소수 반송자의 여 러 특성에 미치는 영향을 분석하여 필름 내 수직방향으로의 밴드갭 에너지를 태양전지의 효율 최대화 하는 방향으로 조절하는 것을 목표로 함.


□ 연구결과
페로브스카이트의 응력에 따른 다수 및 소수 반송자의 특성을 밝혀내기 위하여 2번에 걸쳐 중국 측과의 workshop을 열었으며, 박막내에서 투과깊이에 따른 특성을 분석할 수 있는 depth-resolved grazing incidence X-ray diffraction (GIXRD)과 carrier-resolved photo-Hall 측정 방법, 페로브스카이트 태양전지에서의 효율을 향상시키기 위한 전략 등등을 토론하였음.
워크샵에서 토론한내용을 바탕으로 중국 측으로부터 페로브스카이트 박막의 응력분포에 관한 데이터를 이용하여 carrier-resolved photo-Hall을 진행 하였으며 응력 분포와 반송자들의 상관관계를 알아냄. 알아낸 정보를 바탕으로 가장 최적의 반송자 특성을 가지는 조건을 최적화하였으며, 페로브스카이트 박막 태양전이의 효율을 크게 향상 시켰음.


□ 연구결과의 활용계획
페로브스카이트 박막의 응력분포에 따른 반송자들의 특성을 알아내는 분석은 단일소자뿐 아니라 넓은 밴드캡을 가지는 페로브스카이트 태양전지에도 활용이 가능하고 이를 통하여 텐텀태양전지에 활용 할 수 있읍. 또한 태양전지 뿐 아니라 페로브스카이트 박막이 사용되는 발광소자나 X-ray 검출기 등에도 활용 가능 할 것으로 기대됨. 텐덤 태양전지, 발광소자 X-ray 검출기 등에 이용하기 위해서는 carrier-resolved photo- Hall 측정에 새로운 준비가 필요함. 따라서 후속지원을 받게 된다면 태양전지 박막뿐 아니라 다양한 분야로 적용하여 성과를 낼 수 있을 것으로 보임.

(출처 : 연구결과 요약문 3p)

Abstract ▼

□ Purpose
This research team aims to explore effective stress distribution and control methods that can improve the efficiency and stability of solar cell devices by analyzing the effect of the residual stress distribution in the thin film on the carrier properties through the photoelectric prope

□ Purpose
This research team aims to explore effective stress distribution and control methods that can improve the efficiency and stability of solar cell devices by analyzing the effect of the residual stress distribution in the thin film on the carrier properties through the photoelectric property analysis method of the thin film.

□ Contents
A research team led by Qi Chen, the head of research on the Chinese side, recently investigated the distribution of stress remaining in halide perovskite thin films and found out how this distribution affects solar cell devices , and submitted them to a renowned iournal (Nature Communications, 2019)).
The research team led by Professor Shin Byung-ha, who is the head of the Korean research team, recently developed a carrier-resolved photo-Hall measurement method, an advanced measurement technique that can derive all of the various response characteristics of the maiority and minority carriers that appear by irradiating light on a thin film with just one measurement. Developed and submitted the results to a prominent journal (Nature, 2019). Combining the advanced technologies of the two research teams, this study analyzed the effect of the stress distribution change remaining in the halide perovskite thin film resulting from the compositional non-uniformity on the various properties of the maiority and minority carriers, and the band gap in the vertical direction in the film. It aims to regulate energy in a direction that maximizes the efficiency of solar cells.

□ Results
In order to reveal the characteristics of the maiority and minority carriers according to the stress of the perovskite, a workshop with China was opened twice, and depth-resolved grazing incidence X that can analyze the characteristics according to the penetration depth in the thin film -ray diffraction (GIXRD) and carrier-resolved photo-Hall measurement methods, strategies for improving efficiency in perovskite solar cells, etc. were discussed. Based on the discussion in the workshop, the carrier-resolved photo-Hall was conducted using the data on the stress distribution of the perovskite thin film from the Chinese side, and the correlation between the stress distribution and the carriers was found. Based on the information found, the conditions with the most optimal carrier characteristics were optimized, and the efficiency of perovskite thin film solar transition was greatly improved.

□ Expected Contribution
The analysis to find out the characteristics of carriers according to the stress distribution of the perovskite thin film can be applied not only to a single device but also to a perovskite solar cell with a wide bandgap, and through this, it can be used for a tandem solar cell. In addition, it is expected to be applicable not only to solar Icells but also to light emitting devices using perovskite thin films and X-ray detectors. IA new preparation is required for carrier-resolved photo-Hall measurement for use in tandem solar cells, light emitting devices, and X-ray detectors. Therefore, if it receives follow-up support. it is expected that it will be possible to apply it to various fields as well as thin film solar cells.

(source : Summary 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 연구결과 요약문 ... 3
• SUMMARY ... 4
• 연구내용 및 결과 ... 5
• 1. 과제 개요 ... 5
• 2. 수행내용 및 결과 ... 5
• 3. 자체평가 ... 5
• 4. 연구결과의 활용 계획 ... 5
• 5. 연구과정에서 수집한 해외 정보 ... 5
• 6. 참고문헌 ... 6
• 7. 연구성과 ... 6
• 8. 기타사항 ... 7
• 붙임 대표성과 ... 8
• 끝페이지 ... 8