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유기박막 태양전지의 개발동향

전문가 제언: ○ 유기박막 태양전지는 2개의 다른 전극 사이에 전자 공여성 및 전자 수용성 기능을 가진 유기박막을 배치한 태양전지로서, 실리콘계 무기 태양전지에 비해 제조공정이 용이하고 제조비용이 저렴하며, 대면적화가 가능한 이점을 가지고 있다. 　

○ 유기박막 태양전지에서 기전력은 유기 박막에 사용하는 전자공여 매체 및 전자수용매체의 물성에 따라 결정된다. 예를 들면 전자 공여성 재료인 폴리티오펜과 전자 수용성 재료인 플러렌의 사이에서 발생하는 기전력은 약 0.6V이다. 휴대전화를 구동할 때 필요한 기전력은 3.7V이며, 이를 실현하기 위해서는 여러 개의 단위 셀을 직렬로 접속하여 소망하는 기전력을 발생시킬 필요가 있다. 이 논문에서는 유기박막 태양전지의 실용화와 유기박막 태양전지가 해결해야 할 과제 및 유기박막 태양전지의 성능, 특징, 시장성에 대하여 기술하고 있다.

○ 투명전극으로서는 ITO가 가장 일반적이며, 대향전극으로서는 알루미늄이 가장 일반적이지만 여러 개의 단위 셀을 평면적으로 배열할 경우 ITO와 알루미늄의 접속에서 일함수 차에 의해 부식이 발생하고 장기 신뢰성이 떨어지는 문제가 있다. 최근 실리콘 태양전지나 색소증감 태양전지에서 투명전극과 금속 메시를 적층하는 기술이 개발되어 있으며, 투명전극의 일부분에 투명전극보다도 전기저항이 낮은 보조전극을 병설함으로써 전극의 전도성을 향상시키고 있다.

○ 앞으로 유기박막 태양전지의 실용화에 있어서는 고효율화를 위한 p형 반도체와 n형 반도체의 벌크 헤테로접합의 미세구조의 설계지침을 확립하고, 고내구화를 위한 열화 메커니즘의 해명, 패키징 기술, 차폐재료, 고내구화재료의 개발이 필수이다. 또한 모듈 설계 도포 프로세스 기술, 고집적화 기술, 블렉시블화, Roll-to-Rollrl 기술 등에 대한 기술 개발 및 셀 전극, 집전 전극 등에서 인쇄기술의 최적 선택이 필요할 것이다.

저자: Yoshida Yuji
자료유형: 학술정보