초록 ▼

◻ 연구개요
본 연구과제는 고효율, 고안정성을 가진 높은 유연성의 페로브스카이트 태양전지 소자 및 모듈 개발을 목표로 하고 있음. 즉, 페로브스카이트 박막의 유연성 증대와 상하부 기판과 접착력 증대를 통해 (1) 유연소자효율 18%(p-i-n구조), (2) Bending Radius 2cm, (3) Bending Cycle 2000회 테스트 후 초기효율 감소비율 10%, (4) 안정성 테스트(빛, 공기 노출 1000 시간) 후 초기효율 감소비율 10%,의 성능을 만족하는 고효율, 고안정성 유연 페로브스카이트 태양전지 개발을 최

◻ 연구개요
본 연구과제는 고효율, 고안정성을 가진 높은 유연성의 페로브스카이트 태양전지 소자 및 모듈 개발을 목표로 하고 있음. 즉, 페로브스카이트 박막의 유연성 증대와 상하부 기판과 접착력 증대를 통해 (1) 유연소자효율 18%(p-i-n구조), (2) Bending Radius 2cm, (3) Bending Cycle 2000회 테스트 후 초기효율 감소비율 10%, (4) 안정성 테스트(빛, 공기 노출 1000 시간) 후 초기효율 감소비율 10%,의 성능을 만족하는 고효율, 고안정성 유연 페로브스카이트 태양전지 개발을 최종목표로 함.

◻ 연구 목표대비 연구결과
• 고효율 페로브스카이트 태양전지 연구
- MAPbI₃ 전구체에 2-thipheneethylammonium iodide (ThI)를 유기첨가제로 도입한 광활성층을 이용하여 p-i-n 구조의 태양전지에서 제작함. 또한, 상부전극과 ETL 사이에 용액공정이 가능한 bathocuproine (BCP) 유도체인 신규물질인 BCPN을 도입하여, 최종적으로 glas/ITO 기반의 p-i-n 페로브스카이트 태양전지에서 20.81%를 확보함.
• 고성능 유연 페로브스카이트 태양전지 연구
- PET/ITO 유연기판에 MAPbI₃ + ThI 전구체 기반의 p-i-n 태양전지를 제작함. 또한, 상부전극과 ETL 사이에 BCPN을 도입하여 17.92%를 확보함.
- 제작된 유연 페로브스카이트 태양전지에 대한 bending 테스트 (곡률 반경 2cm)를 실시하여 2000회 테스트 후 초기효율 대비 2% 감소, 3000회 테스트 후 초기효율 대비 6% 감소하는 성과를 확보함
• 고안정성 페로브스카이트 소자 개발
- MAPbI₃ + ThI + MACl 전구체 기반의 p-i-n 구조의 페로브스카이트 태양전지에 상부전극과 ETL 사이에 BCPN을 도입한 구조에 대한 높은 광안정성(AM 1.5 G, 100 mW/cm², 연속 광조사, MPPT 방법으로 측정. 1000 시간 후 초기효율 대비 10% 감소)을 확보함.
- MAPbI₃ + ThI + MACl 전구체 기반의 p-i-n 구조의 페로브스카이트 태양전지에 상부전극과 ETL 사이에 BCPN을 도입한 구조에 대한 높은 공기안정성 (non-encalsulation 구조, 1000 시간 노출 후 초기효율 대비 10% 감소)을 확보함.

◻ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
• 세대 태양광 기술로써의 페로브스카이트 태양전지는 용액공정 및 대면적 제작 등이 가능하여 태양광 기술의 대중화를 선도할 수 있는 유력 기술임. 본 연구과제인 “유연 페로브스카이트 태양전지 개발”을 실현하는 과정에서 유연 페로브스카이트 박막 제조기술, 유기 전해질 개발 기술 등의 분야에서 다양한 원천기술들을 확보할 것으로 기대함.
• 본 연구개발의 최종 결과물로 얻어진 페로브스카이트 태양전지 관련 원천기술들(고효율 고안정성 소자 제작기술, 기능층 재료 개발 기술)은 향후 관련 기업과 공동협업 및 기술이전 되거나 자체 창업 또는 연구소기업화 등을 통해 추가적인 기술사업화에 활용 가능함
• 본 과제의 연구결과인 유연 페로브스카이트 태양전지 기술은 페로브스카이트 태양전지의 대중화 전략 중 하나인 BIPV형 태양전지 개발에 기여 가능하여 향후 저가형 태양광 발전의 핵심기술로 자리 잡을 것임. 저가형 태양전지를 통한 태양전지의 상용화가 이루어지면 단순히 태양광 발전 뿐만 아니라, 소형 전자기기의 보조전원, 차량형 유연 태양전지 등 관련분야의 연구개발 폭을 넓힐 수 있을 것으로 기대됨.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 연구개발의 목적 및 필요성 ... 4
• 2) 연구개발과제의 최종 목표 ... 4
• 3) 연구개발과제의 내용 및 범위 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 5
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 5
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 11
• 3) 목표 달성 수준 ... 11
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 11
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 가. 연구개발성과의 관리 ... 13
• 나. 활용 계획 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 13
• 7. 참고문헌 ... 14
• 끝페이지 ... 24