블로그 이미지
과학이야기
최신 과학기술 동향

calendar

            1
2 3 4 5 6 7 8
9 10 11 12 13 14 15
16 17 18 19 20 21 22
23 24 25 26 27 28 29

Notice

Recent Comment

Archive

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).


 

 

posted by 글쓴이 과학이야기

댓글을 달아 주세요

prev 1 next