내 신청현황
종류	모집공고명	진행상태
신청내용이 없습니다.

첨단기술정보

home
알림마당
과학기술정보분석
첨단기술정보

나노입자 기반 플라즈몬 유기태양전지

전문가 제언: ○ 오늘날 태양전지 시장은 공급이 수요를 크게 넘어 실리콘 태양전지를 비롯한 전 세계의 태양전지 산업계가 위기를 맞고 있다. 청정 고안전성 태양전지 중 경량의 경제적 유기태양전지(OPV)는 희망이 있다. 파워변환효율(PCE)이 최근 염료감응 태양전지에 견줄 만큼 11% 가깝게 향상되어 휴대용기기 전원해결의 꿈을 갖고 있다. 그러나 15% 선은 필요하다.

○ 태양스펙트럼의 흡수 최대화(단락전류 향상)와 동시에 개방회로전압 향상이 급선무인데, 좁은 띠 간격 고분자 합성기술의 발전이 두 파라미터 향상의 동시 가능성을 보이고 있다. 광활성층 두께 증가가 광흡수를 증가시키지만 에너지 손실로 한계가 있었다. 최근 Au나 Ag 등 금속 나노입자(NP)의 표면 플라즈몬 공명(SPR) 효과 활용 연구가 OPV 두께 연장 효과를 위한 혁신적 방안으로 급격히 떠오르고 있다.

○ 이 글은 OPV 내 광트랩을 위한 플라즈몬 NP 도입 방안을 도입 위치별로 상세히 고찰하고 있다. 광활성층 내, 완충층(정공수송층) 내, 전극 내, 또는 여러 계면에 도입되고 있다. 이 고찰은 나노금속 구조 내 전도성 전자의 비전파성 여기인 국소 표면 플라즈몬 공명(LSPR)과 각 계면에서의 여기공명 산란모드인 표면 플라즈몬 폴라리톤(SPP) 활용을 소개하고 있다. 또한 여러 광흡수 메커니즘 제안 등도 소개하고 있다.

○ 플라즈몬 효과 이용 나노포토닉스가 오늘날 최신 OPV 기술에 접목되면 OPV 셀의 15% 달성이 가능해 질 것이다. OPV 또는 고분자태양전지(PSC) 상용화에서 세계최초를 지향하는 한국에 최적 연구방향이다.

○ 한국은 OPV나 고분자태양전지(PSC)의 PCE 기록보유로 유명하고, SPR 연구에서도 세계 톱 수준으로 연구열기가 뜨겁다. 2013년 4월 울산과학기술대와 충남대 김진영, 최효성 등의 플라즈몬 이용 단층 OPV가 PCE 세계기록 8.92% 달성을 보고했다. 정공수송층과 활성층 사이에 실리카 코팅 Ag 나노입자 도입에 의한 SPR 효과의 이용이다. 이 밖에, 2012년 목포대 박계춘의 국제 공동 발표, 2011년 부산대 김철현 등, 2009년 포항공대의 이지황 등, 2009년 박성흠 등, 2008년 광주과학기술원의 김석순 등의 세계 유명 학술지 발표는 그 일부에 지나지 않는다.

저자: Emmanuel Stratakis et al
자료유형: 학술정보