| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2014년 가을 (11/27 ~ 11/28, 대전컨벤션센터) |
| 권호 | 20권 2호 |
| 발표분야 | C. 에너지/환경 재료(Energy and Environmental Materials) |
| 제목 | 3차원 실리콘 나노 구조물을 이용한 고효율 유·무기 하이브리드 태양전지 제작연구 |
| 초록 | 화석연료 사용에 따른 지구환경의 오염, 화석연료 고갈 등으로 인한 문제를 극복하는 데 있어 신재생에너지는 다음 세대 에너지 생산시스템으로 이미 큰 관심을 받고 있다. 신재생 에너지 산업 중에서도 태양광 에너지는 다른 풍력에너지, 지열 에너지, 수력에너지, 해양에너지 중에서도 주목받고 있다. 태양광 에너지는 화석연료 에너지에 비해 이산화탄소 배출을 줄일 수 있는 깨끗하고 어디서든지 무한한 양을 가질 수 있는 장점이 있다. 하지만 태양전지는 아직 해결해야 할 과제가 많다. 현재 태양전지의 주류를 이루고 있는 실리콘 태양전지는 제조비용이 높고 에너지가 많이 소요되는 문제점이 있다. 유기물을 이용한 유기박막 태양전지는 저가로 제조가 가능하지만 극복하지만 에너지 변환효율이 낮고 광안정성이 낮아 실용화의 큰 걸림돌로 되고 있다. 이런 문제점들을 유기재료의 장점(벌크이종접합과 유사한 구조, 유연성 및 대면적화의 잠재성 등)과 무기재료의 장점(우수한 환경 및 열 안정성)을 융합함으로써 장기적 구조 안정성의 확보와 광전변환의 고효율화를 동시에 달성하기 위한 유·무기 하이브리드 태양전지에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 본 연구에서는, 나노임프린트 공정과 금속촉매 화학적 식각 공정을 이용한 3D 실리콘 나노 구조를 이용하여 유·무기 하이브리드 태양전지의 빛의 흡수를 높이는 실험을 하였다. 기존의 포토 리소그래피나 전자빔 리소그래피 공정에 비해 저렴한 공정비용으로 대 면적에 나노 패턴 형성이 가능한 기술인 나노임프린트 리소그래피 공정과 열증착기를 이용한 증착공정을 이용하여 나노급 구멍, 기둥, 선 등의 다양한 패턴을 갖는 금속촉매구조를 제작하고, 이를 이용하여 금속촉매를 이용한 비등방성 식각공정을 진행하였다. 제작된 3D 실리콘 나노 구조를 기반으로 제작한 유·무기 하이브리드 태양전지는 기존 평평한 실리콘 기판의 태양전지보다 반사율을 낮추고, poly(3,4-ethylene dioxythiophene):poly-styrenesulfonate(PEDOT:PSS)와의 접촉 단면적을 늘려 고효율의 태양전지를 제작하였다. |
| 저자 | 정필훈, 최학종, 추소영, 이헌 |
| 소속 | 고려대 |
| 키워드 | 나노임프린트; 나노 실리콘 구조; 하이브리드 태양전지 |
