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태양전지 효율향상을 위한 스펙트럼 변환용 발광재료 연구

전문가 제언: ○ 태양광 전지(PV)관련 기술은 반세기 이상 이용 가능했지만 태양 에너지 생산은 PV의 낮은 전력 변환 때문에 고가로 남아 있다. PV 에너지 변환의 효율을 개선하는데 주요 어려움은 입사 태양 분광에서 양자들의 에너지 분산과 반도체 재료의 밴드갭 사이의 분광 불일치이다. 최근 광선의 넓은 분광을 특수 파장의 양자들로 변환할 수 있는 형광 물질이 합성되었고, 태양 전지 기반 에너지 변환 공정의 손실을 최소화하기 위해 사용되었다.

○ 이 글은 PV 응용을 위한 란탄 기반 상향 변환, 양자 절단 및 하향 이동 재료들에 중점을 둔 분광 변환 개발의 최근 진전을 조사 하였고, 형광 물질에 근거한 비용 효율적인 고 성능 태양 전지 개발에서 발생하는 현재의 기술적 도전을 제시하였다.

○ Er-와 Yb- 도프된 NaYF4 인산물은 PV 응용에서 상향 변환을 위해 조사된 가장 유망한 재료 시스템이다. 다양한 PV 기술 중 유기 반도체 기반 태양 전지가 효율적인 상향 변환 시스템으로부터 가장 혜택을 받을 것으로 예상된다. 상향 변환 인산물은 유기 태양 전지의 이론적 효율 한계를 개선할 뿐 아니라 현실적 효율도 개선한다. Yb3+/Er3+ 도프된 인산물이 P3HT:PCMB 기반 유기 태양 전지가 우수한 빛띠 겹침을 가진 것이 시연되었다.

○ 양자점, 발광 염료 분자 및 란탄족 도프된 유리와 같은 나노 구조는 어떤 파장에서 양자를 흡수하고, 다른 파장(더 길거나 더 짧은)에서 양자를 방출할 수 있다. 박막 실리콘 태양 전지를 위한 상향 변환을 시연되었다.

○ 서울대학교산학협력단은 트리페닐 아민 유도체를 이용한 유기 태양 전지 소자 및 상기 트리페닐 아민 유도체의 제조방법에 관한 것으로서, 유기 태양 전지 소자 활성 물질로 이용하는 트리스(4-브로모페닐)아민과 1-나프탈렌보로닉엑시드의 스즈키 반응에 의한 상기 1-TNPA의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따라 제조된 상기 1-TNPA는 유기 태양 전지에서 유용한 전자 주게 물질로 사용될 수 있다.

저자: Xiaoyong Huang et al,
자료유형: 학술정보