태양전지 효율 극대화를 위한 전도성 고분자의 도핑 제어 기술

연구자 연세대학교 김중현
주요 지원 내역 나노소재기술개발사업
성과창출연도 2017
성과내용 본 연구과제를 통해 높은 태양전지효율 및 높은 일함수를 가지는 전도성 고분자(PEDOT:PSS) 합성기술을 확보하여 대량생산이 가능한 공정으로 발전하고자 하였다. 전도성 고분자 합성 시, 1차도펀트 조성비(PEDOT 대 PSS)를 1:0.5부터 1:12까지 다양하게 제어해 합성 후 최적화를 진행하였다. 이렇게 만든 전도성 고분자를 정공수송층의 역할을 해줄 수 있도록 코팅하는 방식으로 적용하였다. 즉, 물질합성에서부터 코팅까지의 전 과정을 통해 용액 내 절연성 물질(PSS)의 함량을 조절할 수 있는 공정기술을 실현 가능하게 하였다. 전도성을 갖는 물질(PEDOT)과 그렇지 않은 물질(PSS)의 코팅 시 두께를 조절하여 전도성 능력을 제어할 수 있게 되고, 그로 인해 일함수 및 효율성을 제어할 수 있는 최적 점을 찾아낼 수 있었다는 실험의 결과를 얻을 수 있었다. 낮은 효율성과 일함수 조절이 어렵다는 기존 문제점을 극복할 수 있는 방법을 발견 및 확인하였다는 점을 기반으로 세계적으로 사용화된 타사의 PEDOT:PSS상품과 비교해봤을 때, 23%이상의 효과를 볼 수 있는 결과를 확인하였다. 본 합성 기술은 자체적으로 최적비율의 조절을 통해 개발한 기술이기 때문에 기존 상용되는 제품에 비해 저비용으로 물질을 얻어낼 수 있엇다. 또한 기존 상용제품보다 고성능 정공수송층 전도성 고분자를 개발하여 전도성고분자를 태야전지에 적용 가능함을 제시하였으며 동시에 기업과의 산학협약체결을 통해 상용화 연구를 진행하고 있다.

       
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