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롤투롤 방법에 의한 고분자 태양전지

전문가 제언: ○ 고분자 및 유기 태양전지에 대한 전력 변환효율과 동작 안전성은 새로운 마켓을 일으키는 조기 상업화 노력과 일관된 실험실 연구노력의 결합에 의해 얻어질 것이다. 낮은 환경영향과 저비용을 갖는 빠른 방법을 이용하여 현실화하는데 필요한 롤투롤 공정을 리뷰하였다.

○ 이중 슬롯다이 코팅은 롤투롤 공정에서 유기 태양전지에 사용할 수 있는 유일한 다층코팅 기술이다. 여러 종류의 실버페이스트는 열 또는 UV광선으로 경화할 수 있는 상업용이 가능하며 스크린 프린팅용 물에 기반을 둔 실버페이스트는 수성결합체, 은 플레이크, 물을 이용하여 아주 쉽게 준비된다. 나노규모 입자의 낮은 점성 수성 실버잉크는 그라비어, 플렉소, 잉크젯 프린팅에 의하여 태양전지 공정에 이용이 가능하다.

○ 국외에서 2010년 Frederik C. Krebs등은 "Upscaling of polymer solar cells fabrication using full roll-to-roll processing"을 Nanoscale 2(6)에 발표하였다. Nano Letters(08 February 2012)의 Bruno Ehrler는 ”유기 융합 태양전지(Organic and hybrid solar cell)는 롤투롤 프린팅으로 저비용 대량에너지 생산“을 언급하였다.

○ 국내에서는 2010년 대한전기학회 제41회 하계학술대회 “스크린 프린팅 방법으로 형성된 은 전극을 이용한 유기물 태양전지 제작 및 특성” 또한 2011년 전북대학교 석사학위 논문 "P-N 이종접합 계면 또는 잉크젯 프린팅 광 활성층을 가진 고분자 태양전지의 특성“ 등의 논문이 있다. 광주과학기술원, 경북대학교 등에서 많은 관심을 가지고 있지만 롤투롤 공정에는 두드러진 진전이 없다.

○ 롤투톨 공정에 의한 고분자 태양전지 제작으로 10% 전력 변환효율, 10년 동작 안정성을 기대할 수 있다. 연속적인 공정으로 고속 대량생산이 가능하다. 용매, 첨가물, 건조, 재료, 기판 심지어 동작기 사이에 높은 경험적 관계에 의하여 성취할 수 있다. 적절한 낮은 온도에 의한 필름 두께, 여러 가지 재료에 대한 열 및 UV광선 경화선택이 필요하다. 최적의 공정속도 조절과 생산통합에 많은 관심이 요구된다.

저자: Frederik C. Krebs
자료유형: 학술정보