초록 ▼

□ 연구개요
본 연구에서는 친환경 용매를 발굴하고 그에 적합한 광활성 고분자를 개발하여 유기태양전지를 제작하고, 용매 물성 및 공정 최적화를 통해 높은 효율을 갖는 소자를 구현하고 내부 기작과 원리를 이해하여 차세대 친환경 에너지 소자의 연구개발의 진보와 인력양성을 목표로 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
고성능 유기태양전지 소자 제작을 위한 친환경 용매 조건 확보 및 소자 평가 완료
-선행 조사를 통해 수십 종의 친환경 용매를 발굴하였고 대표적인 BDT계 광활성 고분자에 대해서 실험을 진행하였음. 친환경

□ 연구개요
본 연구에서는 친환경 용매를 발굴하고 그에 적합한 광활성 고분자를 개발하여 유기태양전지를 제작하고, 용매 물성 및 공정 최적화를 통해 높은 효율을 갖는 소자를 구현하고 내부 기작과 원리를 이해하여 차세대 친환경 에너지 소자의 연구개발의 진보와 인력양성을 목표로 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
고성능 유기태양전지 소자 제작을 위한 친환경 용매 조건 확보 및 소자 평가 완료
-선행 조사를 통해 수십 종의 친환경 용매를 발굴하였고 대표적인 BDT계 광활성 고분자에 대해서 실험을 진행하였음. 친환경 용매를 사용하여 기존 고성능 광활성 고분자의 공정성을 확보하기 위해서 다양한 용매의 물성을 확인 분석하여야 한다. 특히 고성능의 친환경공정 소자 제작 및 코팅 공정성을 확보하기 위해서는 고분자의 용매에 대한 높은 용해도가 필요함.
-고분자의 선별된 친환경 용매에 대한 용해도를 분석하기 위해 Hansen 용해도 지수를 통한 접근 방식을 채택하였음. 상기 발굴된 친환경 용매의 한센(Hansen) 용해도 지수를 기존 할로겐 기반 용매와 비교하고 BDT계 고분자 중 유기태양전지 소자에 많이 사용되고 있는 PTB-7Th (또는 PBDTTT-FTTE) 고분자와 풀러렌 시스템에 적용하여 소자를 제작하였음.
-또한 확보된 친환경 용매 라이브러리와 정보를 사용하여 고성능 소자 성능의 최적화와 함께 벌크이종접합 광활성층에 대한 심도 있는 평가 분석을 시행하였음.
-이에 선별된 친환경 용매와 더불어 새로운 친환경 고비점 첨가제인 Ethyl Salicate, Cyrene, Ethyl Benzoate을 각각 적용하여 소자의 성능을 최적화하였음. 특히 친환경 용매 공정이 적용된 유기태양전지의 광활성층 내부의 모폴로지를 다양한 분광학, 결정성 분석 등을 통해 연구하여 소자의 성능과 내부 나노블랜드 구조 간의 상관관계를 밝혀 기초 원리를 습득 이해하고자 하였음.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
(1) 해당 분야 학문발전에 기여: 본 연구는 기존의 고효율 고분자로 보고된 시스템에 강유전성 고분자를 혼합하여 광활성/강유전성 혼합체를 태양전지소자에 응용하는 방법으로 대량 생산이 가능한 공정을 개발하고 이를 기반으로 한 에너지 소자의 양산화도 가능할 수 있도록 연구를 수행하여, 연구결과의 유용성을 여러 분야에 확장할 수 있는 기반을 마련함. (2) 산업발전에 기여: 미래 재생에너지 분야의 큰 비중을 차지할 차세대 태양전지 소자의 연구개발에 기여함. (3) 고급 전문 공학인력의 육성: 본 연구에 참여한 학생연구원들은 에너지 재료와 관련된 물리화학적 지식을 습득할 것이고, 태양전지, 고분자, 광소자 등의 관련 분야에 대한 이해를 넓힐 수 있었을 것임. 이처럼 다학문(multidisciplinary) 지식을 갖게 되고 이를 공학적으로 응용할 수 있는 능력을 갖춘 전문 이공계 인력을 육성한 것으로도 본 연구에서 추구하는 중요한 핵심 목적을 이룬 것이라 사료됨.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 5
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 5
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 12
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 13
• 7. 참고문헌 ... 13
• 끝페이지 ... 25