나노기술 및 정책 정보

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● 허수원 박사(한국세라믹기술원) 연구팀은 전자빔을 활용한 저온 열처리 공정을 적용해 에너지 변환효율 및 장기 안정성이 향상된 유기 태양전지를 개발

● 연구팀은 효율을 향상시키면서도 전력을 발생시키는 동안 안정적인 유기 태양전지를 개발하기 위해 전자빔 처리기술을 도입하고, 아르곤 분위기에서 발생시킨 플라즈마에 존재하는 전자만을 추출 및 이들 전자를 가속하여 용액공정으로 도입된 산화아연(ZnO)층에 조사

● 그 결과, ZnO층에 존재하는 탄소·수소 등의 불순물들이 크게 감소하고 아연(Zn)과 산소(O)의 결합도가 약 19% 향상되었으며, ZnO층 박막밀도와 전자 이동도가 각각 약 18%, 1.47배 증가함에 따라 유기 태양전지의 효율은 15.8%로 개선

● 해당 태양전지는 별도의 보호코팅 없이 30일간 미사용시에도 90.1%의 잔존효율을 보였으며, 500여분 동안 연속 동작 후에도 초기효율 대비 85%를 보여 기존 유기 태양전지 대비 안정성 또한 30% 증가

● 전자빔 처리기술은 저온공정을 통해 박막의 물성을 향상시킬 수 있는 핵심 공정으로, 향후 대면적 유연 태양전지 상용화를 앞당기고 다양한 반도체 소자들에 적용 가능할 것으로 기대

Solar RRL (2023.04.18.), Low-Temperature Prepared ZnO Layer with Electron Beam Annealing Process for Enhancing the Environmental, Thermal, and Operational Stability of Organic Photovoltaics