일반 | 유기 태양전지 계면 거칠기 제어, 수명 및 효율 배로 높여
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작성일10-11-05 13:54 조회6,832회관련링크
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유기 태양전지 계면 거칠기 제어 , 수명 및 효율 배로 높여
재료연, 임동찬 박사팀 유기 태양전지의 효율 향상 원천 기술 개발
재료분야 저명 학술지 Advanced Materials 게재
제3세대 태양전지로 각광받고 있는 유기 태양전지 계면을 거칠게 했을 때 전기전도도 등 특성이 오히려 향상된다는 연구결과가 국내 연구진에 의해 밝혀졌다. 이번 연구 결과는 유기 태양전지 계면이 매끄러워야 성능을 향상시킬 수 있다는 기존 연구 결과와 상반된 것으로 유기 태양전지 효율 및 수명 향상에 대한 새로운 연구 방향을 제시한 원천 기술로서 파급효과가 매우 클 것으로 기대된다.
재료연구소(소장 조경목)는 융합공정연구본부 임동찬 박사팀(공동 연구 : 성균관대학교 화학과 김영독 교수팀)이 탄소나노튜브-반도체 산화물 나노입자 복합체를 코팅해 유기 태양전지의 계면에 거칠기를 두어 수명 및 효율을 동시에 향상시킬 수 있는 원천 기술을 개발했다고 밝혔다.
이번 연구 결과는 재료분야에서 가장 권위 있는 학술지인 Advanced Materials지에 게재 승인을 받았다.
유기 태양전지는 여러 소재가 적층된 구조로 제작되기 때문에 각 층의 계면 특성이 태양전지의 효율과 직접적으로 연관된다. 따라서 기존에는 이종 소재간의 저항을 줄이기 위해 매끄러운 계면이 강조되었다.
이에 반해 임 박사팀은 계면의 거칠기에 따른 특성 변화의 중요성을 확인, 태양전지의 수명과 효율을 배로 증가시키는 데 성공했다.
또 유기 태양전지에서 유기물(전도성 고분자)은 대기 중에 노출 시 산화되어 전도성이 변하거나 태양광에 의한 온도 상승으로 특성이 변질되거나 성능이 저하되는 광열화현상이 나타나는데 특히 자외선(UV)에 의한 광전변환 효율 및 수명 감소가 상당 부분을 차지한다.
이번에 임 박사팀이 개발한 탄소나노튜브-반도체 산화물 나노입자 복합체를 태양광 입사면에 적용하면 자외선(UV)에 의한 유기 태양전지의 효율 감소를 막을 수 있다.
탄소나노튜브-반도체 산화물 나노입자 복합체 코팅이라는 한 가지 소재 적용만으로 계면 제어 및 수명 향상을 동시에 이뤄낸 것이다.
유기 태양전지는 차세대 태양전지로 주목받고 있으나 수명이 너무 짧아 옥외 사용까지는 많은 시간이 필요할 것으로 전망되고 있다. 이번에 임 박사팀이 유기 태양전지의 계면 특성에 관한 새로운 연구 방향을 제시함으로써 유기 태양전지 상용화에 큰 영향을 줄 것으로 기대된다.
임 박사팀은 이번 연구 결과가 유기 태양전지 뿐만 아니라 핸드폰, TV 등 유기 소자를 이용하는 장치에도 적용될 수 있을 것으로 전망했다.
이번 연구 결과는 국내 특허를 출원했으며 현재 국제 특허도 출원 중이다.
임동찬 박사는 “유기 태양전지의 공정개발 부분은 다른 국가에 비해 상대적으로 우위를 점하고 있는 분야로, 상용화를 위한 공정 개발은 많이 앞서 있으나 전도성 고분자 등과 같은 핵심 기초 소재 및 원천 연구 분야에서는 조금 뒤쳐져 있다”며 “이번 연구 결과는 유기 태양전지 원천 기술 확보 및 해결해야 할 새로운 연구 분야를 제시함으로써 상용화를 앞당길 수 있는 시작점이 될 것”이라고 말했다.
재료연, 임동찬 박사팀 유기 태양전지의 효율 향상 원천 기술 개발
재료분야 저명 학술지 Advanced Materials 게재
제3세대 태양전지로 각광받고 있는 유기 태양전지 계면을 거칠게 했을 때 전기전도도 등 특성이 오히려 향상된다는 연구결과가 국내 연구진에 의해 밝혀졌다. 이번 연구 결과는 유기 태양전지 계면이 매끄러워야 성능을 향상시킬 수 있다는 기존 연구 결과와 상반된 것으로 유기 태양전지 효율 및 수명 향상에 대한 새로운 연구 방향을 제시한 원천 기술로서 파급효과가 매우 클 것으로 기대된다.
재료연구소(소장 조경목)는 융합공정연구본부 임동찬 박사팀(공동 연구 : 성균관대학교 화학과 김영독 교수팀)이 탄소나노튜브-반도체 산화물 나노입자 복합체를 코팅해 유기 태양전지의 계면에 거칠기를 두어 수명 및 효율을 동시에 향상시킬 수 있는 원천 기술을 개발했다고 밝혔다.
이번 연구 결과는 재료분야에서 가장 권위 있는 학술지인 Advanced Materials지에 게재 승인을 받았다.
유기 태양전지는 여러 소재가 적층된 구조로 제작되기 때문에 각 층의 계면 특성이 태양전지의 효율과 직접적으로 연관된다. 따라서 기존에는 이종 소재간의 저항을 줄이기 위해 매끄러운 계면이 강조되었다.
이에 반해 임 박사팀은 계면의 거칠기에 따른 특성 변화의 중요성을 확인, 태양전지의 수명과 효율을 배로 증가시키는 데 성공했다.
또 유기 태양전지에서 유기물(전도성 고분자)은 대기 중에 노출 시 산화되어 전도성이 변하거나 태양광에 의한 온도 상승으로 특성이 변질되거나 성능이 저하되는 광열화현상이 나타나는데 특히 자외선(UV)에 의한 광전변환 효율 및 수명 감소가 상당 부분을 차지한다.
이번에 임 박사팀이 개발한 탄소나노튜브-반도체 산화물 나노입자 복합체를 태양광 입사면에 적용하면 자외선(UV)에 의한 유기 태양전지의 효율 감소를 막을 수 있다.
탄소나노튜브-반도체 산화물 나노입자 복합체 코팅이라는 한 가지 소재 적용만으로 계면 제어 및 수명 향상을 동시에 이뤄낸 것이다.
유기 태양전지는 차세대 태양전지로 주목받고 있으나 수명이 너무 짧아 옥외 사용까지는 많은 시간이 필요할 것으로 전망되고 있다. 이번에 임 박사팀이 유기 태양전지의 계면 특성에 관한 새로운 연구 방향을 제시함으로써 유기 태양전지 상용화에 큰 영향을 줄 것으로 기대된다.
임 박사팀은 이번 연구 결과가 유기 태양전지 뿐만 아니라 핸드폰, TV 등 유기 소자를 이용하는 장치에도 적용될 수 있을 것으로 전망했다.
이번 연구 결과는 국내 특허를 출원했으며 현재 국제 특허도 출원 중이다.
임동찬 박사는 “유기 태양전지의 공정개발 부분은 다른 국가에 비해 상대적으로 우위를 점하고 있는 분야로, 상용화를 위한 공정 개발은 많이 앞서 있으나 전도성 고분자 등과 같은 핵심 기초 소재 및 원천 연구 분야에서는 조금 뒤쳐져 있다”며 “이번 연구 결과는 유기 태양전지 원천 기술 확보 및 해결해야 할 새로운 연구 분야를 제시함으로써 상용화를 앞당길 수 있는 시작점이 될 것”이라고 말했다.