내 신청현황
종류	모집공고명	진행상태
신청내용이 없습니다.

첨단기술정보

home
알림마당
과학기술정보분석
첨단기술정보

유무기재료 블렌딩 기반의 하이브리드 태양전지 고찰

전문가 제언: ○ 지구 이상기후 및 고유가 시대의 녹색성장 기술로 태양에너지 이용 재생에너지 개발이 관심의 대상이 되고 있다. 태양전지 시장을 지배하는 실리콘 태양전지는 눈부신 원가절감 노력에도 불구하고 고가로 인해 박막 태양전지가 급성장하고 있다. 이중 고분자 태양전지는 광흡수계수가 실리콘보다 커 박막이 가능하고 대면적의 유연한 고분자 기판위에 용액가공과 롤투롤 인쇄법 등으로 제조 가능하여 경제성이 가장 높다.

○ 고분자 태양전지는 아직 에너지 변환효율이 단일접합에서 5%대로 낮고 대기 중에서 안정성도 낮아 밀봉상태의 옥외실험에서 수명이 1년 정도로 보고되었다. 변환효율 10% 정도에서는 휴대기기 등에 적용 가능하여 변환효율 향상에 연구가 집중되고 있다. 고분자 태양전지 효율향상에 모폴로지 향상, 좁은 띠 간격의 반도체 고분자 등 많은 연구가 수행되고 있다. 고분자는 고유의 짧은 여기자 확산 길이, 낮은 전하이동도, 대기의 산소와 수분에 약한 단점으로 기대에 못 미쳐 벌크 이종접합 설계기술이 한계를 맞은 것처럼 보인다.

○ 최근 고분자 반도체의 한계를 넓은 표면적, 높은 전하이동도, 자체 광흡수 능력, 높은 결정도/열안정성을 갖는 나노크기 무기반도체 받개 사용에 의해 해결하려는 연구가 활발하다. 이 글은 고분자/무기의 하이브리드 태양전지(HSC) 개발을 연대순으로 고찰하고 있다. 우수한 무기 나노재료에는 최고 전자이동도의 CdSe 테트라포드, TiO2, ZnO 그리고 Si 등이 소개되었다. 응고시간 연장, I2 도핑제, 낮은 띠 간격 고분자, 높은 일함수의 Ag전극 사용에 의한 도치형 HSC 연구 등이 고효율 달성이나 안정성 향상에 효과가 있다. 최고효율은 CdSe-NW/P3HT에서 보고되고 있다.

○ 국내 고분자/무기재료 HSC는 연구단계이다. 2006년 고려대 강윤묵, 김동환 등의 CdS nr이용 보고 및 2009년 CdTe 나노튜브 이용 HSC 특허등록이 있다. 2006년 최상현 등의 CdSe QD이용 보고, 2007년 및 2008년 광주과기원 김석순 등의 TiO2이용 연구가 보고되었다. 2008년 한국과학기술원 안주호 등의 탄소나노튜브를 사용한 HSC 연구가 보고되었다. 한국은 세계적 수준의 고분자 태양전지 연구보다는 늦고 있으나 국내 HSC 연구도 점차 활발해져 성과를 기대하고 싶다.

저자: J. Chandrasekaran et al
자료유형: 학술정보