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기존 CI(G)S 박막 태양전지는 효율은 높지만 진공증착기술 이용으로 공정단가가 비싸고 대면적화에 어려움이 있습니다.

현재 나노입자 기반 CI(G)S 박막 태양전지의 기존 최고효율은 5.5%입니다.

■ 한국화학연구원 류병환·정선호박사 연구팀이 CI(G)S 박막 태양전지의 제조단가를 획기적으로 낮출 수 있는 원천 소재 기술을 개발했습니다.

이번 연구성과는 값싸고 독성이 없는 원료물질을 이용한다는 특징을 가지며, 이를 통해 광활성층의 결정성, 화학조성 및 치밀 미세구조를 제어할 수 있는 기능성 CI(G)S 나노입자를 합성하는 기술입니다.

연구팀은 태양전지용 CI(G)S 광흡수층 제조에 있어 기존의 진공증착 기술을 대체할 기능성 나노입자를 이용한 용액공정 기술을 개발해 현재 보고된 나노입자 기반의 CI(G)S 박막 태양전지 중 최고 효율을 달성했습니다.

연구팀은 공정비용이 높은 진공증착 대신에 저가의 원료물질을 이용하여 기능성 나노입자 기반 액상소재를 제조하고, 이를 단순한 용액공정으로 기판 위에 코팅하고 열처리함으로써 치밀한 미세구조의 광활성층을 제작할 수 있는 기반을 마련했습니다.

이번 연구는 나노입자 합성 및 용액공정을 통해 초저가, 고효율화를 위한 새로운 가능성을 열어준 원천기술로, 차세대 CI(G)S 박막 태양전지의 한계점을 극복할 수 있을 전망입니다.

이번 연구결과는 에너지소재 소자 분야 저명한 과학 전문지인 'Energy and Environmental Science' 온라인판(2012년 4월 20일)에 게재되었습니다.
(논문명 : An 8.2% efficient solution-processed CuInSe2 solar cell based on multiphase CuInSe2 nanoparticles)

 

공정비용이 높은 진공증착 대신에 저가의 원료물질을 이용하여 기능성 나노입자 기반 액상소재를 제조(왼쪽 위사진)하고 단순한 용액공정으로 박막을 성막시킴으로서 치밀한 미세구조를 가지는 고효율 광활성층(왼쪽 아래사진)을 포함하는 박막 태양전지 구조를 제작함.

 
  용  어  설  명


CI(G)S 박막 태양전지 :
무기 반도체 박막 태양전지의 일종.
전자(n)-정공(p)의 무기 반도체 박막 CI(G)S-CdS을 p-n으로 서로 접합하였을 때 반도체의 금지대폭(Eg: Band-gap Energy)보다 큰 에너지를 가진 태양광이 입사되면 전자-정공 쌍이 생성되는데, 이들 전자-정공이 p-n 접합부에 형성된 전기장에 의해 전자는 n층으로, 정공은 p층으로 모이게 되는 원리로 동작하는 태양전지.
효율은 높지만 제조비용이 고가이며 대면적화가 어려움.

나노 입자 :
벌크에서 발현될 수 없는 다양한 물성을 가지는 나노스케일의 기능성 입자. 입자의 형태 또는 크기에 따라서 광/전기적 특성이 제어되고, 이러한 특징을 활용하여 특정 물성을 가지는 소재를 합성하고 소자를 제작할 수 있음. 

용액 공정 :
용매내에 유기 분자/나노입자 등이 용해 또는 분산되어 있는 액상소재를 이용하여 박막을 성막하는 공정. 단순한 박막형성 공정뿐만 아니라 패턴화가 가능한 인쇄 공정을 포함함. 
진공증착 공정에 비해 단순한 저가 공정이지만, 우수한 액상 소재의 개발 및 코팅/인쇄 공정의 최적화가 용액 공정을 통한 소자 제작을 위해서 필수임.

Energy and Environmental Science誌 :
에너지소재 및 소자 분야에서 저명한 세계적으로 권위 있는 학술지로서, 영국 왕실화학협회에서 발행하는 학술지 (2010년도 SCI 피인용지수 : 9.446).


 

 

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기초과학연구원(IBS)은 4월 27일 대전 컨벤션센터(물리)와 서울 롯데호텔(수학), 일산 킨텍스(화학) 등 3곳에서 '2012년 제1회 기초과학연구원 심포지엄'을 동시에 개최합니다.

기초과학연구원은  이번 심포지엄을 통해 연구단장 후보의 수월성을 검증하는 1차 평가도 진행합니다.

이번 심포지엄 정보는 홈페이지(symposium.ibs.re.kr)를 통해 확인할 수 있습니다.


 후보자 심포지엄주제(안) 

분야

분과

No.

후보자

심포지엄(4.27, 금)

주제

장소

수학

1

오용근
(Univ. of Wisconsin)

Symposium on Geometry and Topology
(기하학과 위상수학에 관한 심포지엄)

서울 롯데호텔
(
소공동)
*대한수학회 연계

물리

2

노태원(서울대)
정상욱(Rutgers Univ.)

Symposium on Novel Phenomena in Complex Materials
(복합 재료에서의 새로운 현상에 관한 심포지엄)

대전 DCC
*한국물리학회 연계

3

패트릭 다이아몬드(Patrick Diamond)(Univ. of Cal., San Diego/핵융합(연))

Symposium on Plasma Dynamics
(플라즈마 동역학에 관한 심포지엄)

대전 DCC
*한국물리학회 연계

화학

4

유룡(KAIST)
현택환(서울대)

Frontiers in Porous and Solid State Nanomaterials for Future Science
(미래 과학을 향한 다공성 및 고체 상태 나노소자의 프론티어)

일산 KINTEX
*대한화학회 연계

5

김기문(포항공대)

Symposium on Assembly of Functional Nano-Materials
(기능성 나노 물질의 조립 관한 심포지엄)

일산 KINTEX
*대한화학회 연계

생명

과학

6

김은준(KAIST)
신희섭(KIST)

Symposium on Innovative Progress in Brain Research
(뇌 연구 혁신적 진보에 관한 심포지엄)

대전 DCC

7

찰스 서(Charles SURH)(스크립스연구소/포항공대)

Symposium on New horizon in microbiome and immune homeostasis
(마이크로바이옴과 면역 항상성의 새로운 지평에 대한 심포지엄)

대전 DCC

8

김빛내리(서울대)

Symposium on Revolutionary role and application of RNA
(RNA의 혁신적인 역할 및 적용에 관한 심포지엄)

대전 DCC

 

 

심포지움 발표자 현황

 

 

□ Mathematics (롯데호텔)

○ 심포지엄 주제 : Geometry and Topology

- 후보자 : Yong-Geun Oh

- 심포지엄 좌장 : JongHae Keum(KIAS)

- 발표자 및 발표제목

발표 시간

이름

소속

발표 제목

14:00-14:45

Yong-Geun Oh

Univ. of Wisconsin

Hamilton-Jacobi equation, geometric measure theory and symplectic topology

14:45-15:00

Break

15:00-15:45

Don Zagier

MPI Bonn

The dilogarithm in number theory and geometry

15:45-16:00

Break

16:00-16:45

Kaoru Ono

Kyoto Univ.

Floer theory for Lagrangian submanifolds

16:45-17:00

Break

17:00-17:45

Yasha Eliashberg

Stanford Univ.

H-principle in symplectic topology

※ 발표 순서 및 시간 확정

 

□ Physics (DCC)

○ 심포지엄 주제 : Novel Phenomena in Complex Materials

- 후보자 : Tae-Won Noh, Sang-Wook Cheong

- 심포지엄 좌장 : Kee-Joo Chang(KAIST)

- 발표자 및 발표제목

발표 시간

이름

소속

발표 제목

14:00-14:10

Opening

14:10-14:50

Sang-Wook

Cheong

Rutgers Univ.

Flatland: a romance of multiferroics

14:50-15:25

Thomas T.M. Palstra

Univ. of Groningen

Multiferroics:

the control of magnetic order by electric fields

15:25-16:00

Paolo Radaelli

Oxford Univ.

More than one twist:

materials and mechanisms of multiferroicity

16:00-16:10

Break

16:10-16:50

Tae-Won Noh

Seoul Nat'l Univ.

1. Novel phenomena emerging at interfaces of complex materials

16:50-17:25

Yong Baek Kim

Univ. of Torronto

Theory of Novel Phases in Complex Materials

17:25-18:00

Jean-Marc Triscone

Univ. of Geneve

Superconducting interfaces between insulating oxides

18:00-18:10

Closing

※ 발표 순서 및 시간 확정

 

○ 심포지엄 주제 : Plasma Dynamics

- 후보자 : Patrick Diamond

- 심포지엄 좌장 : Won Namkung(POSTECH)

- 발표자 및 발표제목

발표 시간

이름

소속

발표 제목

14:00~14:10

Opening Remarks

14:10~14:50

Patrick Diamond

UC San Diego

Vorticity Dynamics, Drift-Rossby Wave Turbulence and Zonal Flows:

A Paradigm of Plasma Self-Organization

14:50~15:05

Q/A

15:05~15:20

Coffee Break

15:20~15:55

Miklos Porkolab

MIT

Experimental studies of turbulence in Alcator C-Mod

tokamak plasmas and gyrokinetic analysis of related transport

15:55~16:30

Hyeon K. Park

POSTECH

Research of New Physics via Advanced Imaging Microwave Diagnostics on KSTAR

16:30~16:50

Coffee Break

16:50~17:25

Liu Chen

Zhejiang Univ.

UC Irvine

Alfven waves and their excitations by energetic particles in fusion and space plasmas

17:25~18:00

Taik Soo Hahm

SNU

Angular Momentum Transport in Magnetized Plasmas

※ 발표 순서 및 시간 확정

□ Chemistry (KINTEX)

○ 심포지엄 주제 : Frontiers in Porous and Solid State Nanomaterials for Future Science

- 후보자 : Ryong Ryoo, Taeghwan Hyeon

- 심포지엄 좌장 : Koji Kaya(RIKEN)

- 발표자 및 발표제목

발표 시간

이름

소속

발표 제목

14:00~

14:20

Koji Kaya

RIKEN

From nano-super-atom to micrometer functional system

14:20~

15:00

Ulrich B. Wiesner

Cornell Univ.

Functional Hybrid Nanomaterials

15:00~

15:40

Mattew Rosseinsky

Univ. of Liverpool

Targetted Chemical Synthesis of Functional Materials

15:40~

16:00

Break

16:00~

16:40

Kazuyuki Kuroda

Waseda Univ.

Preparation of functional mesoporous materials

16:40~

17:20

Ryong Ryoo

KAIST

Nanomaterials of designed architecture: past, present and future

17:20~

18:00

Taeghwan Hyeon

Seoul Nat'l Univ.

Chemistry for Nano, and Nano for Medicine & Energy

※ 발표 순서 및 시간 확정

 

○ 심포지엄 주제 : Assembly of Functional Nano-Materials

- 후보자 : Kimoon Kim

- 심포지엄 좌장 : Han-Young Kang(Chungbuk Nat'l Univ.)

- 발표자 및 발표제목

발표 시간

이름

소속

발표 제목

14:00~

14:40

Jeffrey R. Long

UC Berkely

Carbon Dioxide Capture in Metal-Organic Frameworks

14:40~

15:20

Jing Li

Rutgers Univ.

An Unprecedented Family of Nanostructured Functional Materials:

Hybrid Semiconductors Built on Periodic Inorganic and Organic Nanomodules

15:20~

16:00

Kimoon Kim

POSTECH

Self-assembly of Functional Nanomaterials

16:00~

16:30

Break

16:20~

17:00

Hongcai Joe Zhou

Texas A&M Univ.

Building metal-organic frameworks: One cavity at a time

17:00~

17:30

Myongsoo Lee

Seoul Nat'l Univ.

Switchable Supramolecular Systems from Self-Assembly of Dendritic Oligomers

※ 발표 순서 및 시간 확정

 

□ Life Science (DCC)

○ 심포지엄 주제 : Innovative Progress in Brain Research

- 후보자 : Hee-Sup Shin, Eunjoon Kim

- 심포지엄 좌장 : Gyn-Heung An(Kyunghee Univ.)

- 발표자 및 발표제목

Time

Name

Affiliation

Title

14:00~

14:40

Tim Bussy

Cambridge University

New approaches for cognitive translation between rodent and human

14:40~

15:20

Hee-Sup Shin

KIST

Integrative approaches to understanding neural mechanism of animal behaviors

15:20~

16:00

EunJoon Kim

KAIST

Synaptic brain dysfunctions

16:00~

16:20

Break

16:20~

17:00

Shigeyoshi Itohara

RIKEN

Medial habenula-interpeduncular nucleus pathway in inhibitory control

17:00~

17:40

Daeyeol Lee

Yale Univ.

How does the primate brain think and feel?

17:40~

18:20

Jeansok J. Kim

Univ. of Washington

Fear and Natural Risky Decisions in Rats

 

※ 발표 순서 및 시간 확정

○ 심포지엄 주제 : New horizon in microbiome and immune homeostasis

- 후보자 : Charles Surh

- 심포지엄 좌장 : Hun Taeg Chung (Univ. of Ulsan)

- 발표자 및 발표제목

Time

Name

Affiliation

Title

14:00 ~ 14:10

Introduction

14:10 ~

15:00

Michael J. Bevan

Univ. of Washington

TGF-beta, Homeostasis and Autoimmunity

15:00 ~

15:50

Stephen P. Schoenberger

La Jolla Inst Allergy & Immunol

Cellular and Molecular Determinants of CD8+ T lymphocyte memory

15:50 ~

16:00

Break

16:00 ~

16:50

Charles Surh

POSTECH

T cells and commensal microbiota: homeostasis and mutualism

16:50 ~

17:40

Scott K. Durum

NCI

Oncogenic IL-7R gain-of-function mutations in childhood T-ALL

17:40 ~ 18:00

Closing comment

※ 발표 순서 및 시간 확정※ 40분 발표 & 10분 Q&A

 

 

○ 심포지엄 주제 : Revolutionary role and application of RNA

- 후보자 : V. Narry Kim

- 심포지엄 좌장 : Ulf Nehrbass(Institut Pasteur Korea)

- 발표자 및 발표제목

발표 시간

이름

소속

발표 제목

14:00~14:50

Ulf Nehrbass

Institut Pasteur Korea

Implementation of Functional Genomics in Drug Discovery

14:50~15:40

Alain Jacquier

Institut Pasteur

2. RNA quality control in budding yeast: mechanisms and biological significance

15:40-16:00

Break

16:00~16:50

Torben H. Jensen

Aarhus Univ.

Production and destruction of RNA in human nuclei

16:50~17:40

V. Narry Kim

Seoul Nat'l Univ.

Regulatory RNAs in Cell Fate Decision

※ 발표 순서 및 시간 확정,※ 40분 발표 & 10분 Q&A

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