초록 ▼

□ 연구개요
본 연구는 납의 사용을 줄이는 페로브스카이트 (lead-less perovskite) 태양전지의 고효율 고안정화 실현을 위한 저분자 (small molecule) 기반의 홀 유송층 (HTL, hole transport layer) 설계 및 합성, 계면 향상을 위한 신규공정의 개발을 통한 상용화를 목표로 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
페로브스카이트와 홀 유송층 사이의 계면 향상 연구
○ PEAX의 메카니즘 규명 및 22% 이상의 고효율 페로브스카이트 태양전지 제작에 성공.
○ PEAX의

□ 연구개요
본 연구는 납의 사용을 줄이는 페로브스카이트 (lead-less perovskite) 태양전지의 고효율 고안정화 실현을 위한 저분자 (small molecule) 기반의 홀 유송층 (HTL, hole transport layer) 설계 및 합성, 계면 향상을 위한 신규공정의 개발을 통한 상용화를 목표로 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
페로브스카이트와 홀 유송층 사이의 계면 향상 연구
○ PEAX의 메카니즘 규명 및 22% 이상의 고효율 페로브스카이트 태양전지 제작에 성공.
○ PEAX의 다이폴 모멘트 효과의 극대화 달성을 위한 PMMA/PEAX 이중층 도입 페로브스카이트 태양전지 제작공정 확립.
납의 사용을 줄이는 페로브스카이트 태양전지의 개발
○ 납사용을 줄이기 위해 Pb-Sn 기반 페로브스카이트 태양전지 제작에 성공.
○ Pb-Sn-Ge 의 Triple B cation 페로브스카이트 공정기술 확보 및 20% 부근의 높은 효율 달성.
홀 유송층의 개발
○ 기존의 Spiro-OMeTAD를 대채하기 위해 새로운 저분자를 합성.
○ Spiro-OMeTAD의 전기적 불안정성을 극복하기 위해 도펀트가 첨가되지 않은 신규 저분자 합성 및 20% 이상의 고효율 달성.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
○ 환경오염과 에너지 고갈 문제로 신재생 에너지 개발이 중요해지면서 차세대 태양전지의 수요가 증가할 것으로 예상됩니다. 이 연구는 페로브스카이트 태양전지에 초점을 맞추고 있으며, 이는 기존의 높은 효율을 자랑하는 실리콘 태양전지와 비교하여 손색없는 높은 효율을 가졌으며, 태양전지 이외의 광전자소자에도 적용 가능하여 4차산업 분야에서 고부가가치 산업으로 활용이 가능.
○ 페로브스카이트 소자의 원가는 기존의 태양광 소자보다 낮은 편이지만, 복잡한 공정과 환경 제어 요소인 산소와 수분 등이 필수적으로 필요하여 공정단가가 높아지는 문제가 있음. 또한 페로브스카이트의 다양한 조합 때문에 기존 공정을 적용하기 어려운 문제 존재. 본 연구에서는 납저감 신규 공정 성공 및 다양한 조건 변화를 통해 얻은 데이터를 기반으로 한 광학적 및 전기적 고효율 태양전지를 개발하여, 공정을 단순화하고 개별 층의 최적화 조건을 확립, 공정단가 및 최적화에 소요되는 경제적 이득을 추진이 가능.
○ 도펀트 무첨가 고효율 저분자 설계 및 합성 성공으로 인한 고효율 달성이 가능하여 향후 역구조에도 적용 가능한 친환경 고효율 페로브스카이트 태양전지에 사용되는 다양한 홀 유송층 개발을 통한 파급활용 추진. 또한 발광다이오드, 광소자 등 기타 용액공정 제조기술 파급적용에 활용 및 경쟁력 확보가 가능.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 2-1. 페로브스카이트와 홀 유송층 사이의 계면 향상 연구 ... 6
• 2-2. 납의 사용을 줄이는 페로브스카이트 태양전지의 개발 ... 7
• 2-3. 홀 유송층 개발 ... 9
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 10
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 10
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 11
• 3) 목표 달성 수준 ... 11
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 11
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 12
• 5-1 활용방안 ... 12
• 6. 자체점검표 ... 12
• 7. 참고문헌 ... 13
• 끝페이지 ... 24