• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.04a
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• pp.61-62
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• 2008

최근 유가 상승의 영향으로 많은 연구자들의 관심이 풍부하고 무한한 태양에너지의 활용에 많은 관심이 쏟아지고 있다. 하지만 현재 상용화된 실리콘 태양전지는 실리콘의 정제 및 제조 단가가 생산 비용에 많은 부분을 차지하여 시장진입에 어려움을 겪고 있다 또한 실리콘의 생산과 가공이 반도체나 디스플레이 분야에서도 반드시 필요하기 때문에 그에 따른 생산량이 전체 소비를 따라 가지 못하여 나타나는 공급 부족 현상도 상당 기간 지속 되었다. 이러한 상황에서 실리콘을 대처할만한 태양전지의 개발과 함께 휴대성이 뛰어난 태양전지의 개발이 많은 관심을 끌고 있다. 본 연구에서는 기존의 유기 태양전지에 CNT를 혼합한 유무기 하이브리드 태양전지를 제조하고 그에 따른 광학적 특성과 전기적 특성을 살펴보았다.

• Bulletin of the Korea Photovoltaic Society
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• v.5 no.1
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• pp.7-15
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• 2019

최근 유기물과 무기물의 복합된 구조를 가지는 페로브스카이트 소재를 광흡수층으로 사용한 태양전지가 연구적으로 큰 관심을 받고 있다. 이러한 유무기 하이브리드형 페로브스카이트 소재는 기존의 광흡수 소재들에서는 발견되지 않던 독특한 광전기적인 특성과 이에 기인하는 고 광전변환효율 그리고 저렴한 박막제조 공정 등으로 인해 기존 차세대 태양전지의 한계에 돌파구를 제시하고 있다. 본 글에서는 이러한 고효율, 고안정성 페로브스카이트 태양전지 구현을 위해 사용되는 전하수송소재의 종류와 개발동향에 대해서 살펴보고자 한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.290-290
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• 2010

현재 세계적으로 화석연료의 고갈로 인해 신재생에너지에 대한 관심이 모아지고 있다. 그중에서 태양전지가 가장 주목을 받고 있으며 태양전지는 크게 무기와 유기 태양전지로 구분된다. 실리콘 및 화합물 반도체를 이용한 무기 태양전지는 높은 에너지 변환 효율을 보이고 있으나 생산단가가 높아 화석연료로부터 얻는 에너지에 비해 경제성이 떨어진다. 그중에서 유기 태양전지는 무기 태양전지의 효율에는 미치지 못하지만 제작공정의 비용이 낮고, 투명하고 다양한 색을 나타낼 수 있으며, 특히 유연성을 바탕으로 원하는 제품의 디자인을 구현 할 수 있는 장점을 가진다. Inverted 구조는 conventional 구조에 비해 Al과 같은 air-sensitive한 전극을 대체 할 수 있다는 장점을 가진다. 본 연구에서는 sol-gel상의 ZnO를 스핀코팅 방법으로 박막을 형성하여 inverted 구조 형태의 유무기 하이브리드 태양전지를 제작하였으며, ZnO 코팅 공정 조건 (두께, 열처리 온도)에 따른 태양전지의 특성변화(광 변환효율 및 수명 등)를 관측하였다. 최적화된 ZnO의 공정조건에서 제작된 하이브리드 태양전지는 3% 이상의 광 변환효율과 1000시간 이상의 반감 수명을 가지는 우수한 특성을 보였다.

• Polymer Science and Technology
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• v.26 no.3
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• pp.226-231
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• 2015

• Bulletin of the Korea Photovoltaic Society
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• v.7 no.1
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• pp.9-16
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• 2021

최근 유무기 하이브리드 전자소자의 발전과 더불어 스트레처블 태양광전지 기술이 개발되고 있다. 본 연구는 스트레처블 태양광전지에 대해 기술을 선도하는 국가나 기관을 파악하고 우리나라의 기술 수준은 어느 정도인지 분석하기 위하여, 특허 데이터를 기반으로 정량 분석을 수행하였다. 연구 결과, 스트레처블 태양광전지 기술은 전체 특허건수 1,747건 중에 48%를 차지하는 중국이 양적으로 우세한 것으로 나타났으며, 피인용도지수와 시장확보지수가 월등히 높은 미국이 질적으로 우수한 것으로 나타났다. 또한 상위 주요출원인 1~2위로 선정된 일본 국적의 화학물질 제조기업이 재료분야에서 기술을 선도하는 것으로 나타났다. 우리나라는 양적인 면과 질적인 면에서 모두 두각을 나타내지 못하고 있으며, 기업체의 참여도 저조하여 상업화 단계로 발전하지 못한 것으로 분석되었다. 단, 스트레처블 태양광전지 기술의 성장단계가 성숙기 단계로 진입하고 있고 기술 독점 여부가 낮은 것으로 나타났기 때문에, 선택과 집중을 통한 전략적인 연구개발 계획을 수립한다면 기회가 있다고 판단된다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.22 no.5
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• pp.310-316
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• 2021

Conventional satellites are generally large satellites that are multi-functional and have high performance. However, small satellites have been gradually drawing attention since the recent development of lightweight and integrated electric, electronic, and optical technologies. As the size and weight of a satellite decrease, the barrier to satellite development is becoming lower due to the cost of manufacture and cheaper launch. However, solar panels are essential for the power supply of satellites but have limitations in miniaturization and weight reduction because they require a large surface area to be efficiently exposed to sunlight. Space solar cells must be manufactured in consideration of various space environments such as spacecraft and environments with solar thermal temperatures. It is necessary to study structural materials for lightweight and high-efficiency solar cells by applying an unfolding mechanism that optimizes the surface-to-volume ratio. Currently, most products are developed and operated as solar cell panels for space applications with a triple-junction structure of InGaP/GaAs/Ge materials for high efficiency. Furthermore, multi-layered junctions have been studied for ultra-high-efficiency solar cells. Flexible thin-film solar cells and organic-inorganic hybrid solar cells are advantageous for material weight reduction and are attracting attention as next-generation solar cells for small satellites.

• Current Photovoltaic Research
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• v.7 no.3
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• pp.61-64
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• 2019

In this study, we investigate organic-inorganic hybrid solar cells with a very simple three-layer structure (Al/n-Si/PEDOT:PSS). The performance of hybrid solar cells is optimized by controlling the sheet resistance and optical transmittance of the PEDOT:PSS layers. As the thickness of the PEDOT:PSS layer decreases, the optical absorption of the n-Si increases, which greatly improves the short-circuit current density ($J_{SC}$) of devices, but the increase in sheet resistance leads to a decrease in the open-circuit voltage ($V_{OC}$) and the fill factor (FF). The solar cell with the 180-nm thick PEDOT:PSS layer shows a highest efficiency of 8.45% ($V_{OC}$: 0.435 V, $J_{SC}$: $33.7mA/cm^2$, FF: 57.5%). Considering these results, it is expected that the optimizing process for the sheet resistance and transmittance of the PEDOT:PSS layer is essential for producing high-efficiency organic-inorganic hybrid solar cells and will serve as an important basis for achieving low-cost, high-efficiency solar cells.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.39 no.1
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• pp.81-85
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• 2015

The organic/inorganic hybrid photovoltaic devices have been studied using Poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl) (P3HT) : [6, 6]-Phenyl C61 butyric acid methyl ester (PCBM) and GaN. We traced the effect of short circuit current density with different annealing method under the various concentration and ratio of P3HT:PCBM. During the pre-annealing course, the heat treatments were performed each time at low temperature after the organic layer coated and the samples were heated at high temperature through one or two steps under the post-annealing process. It revealed that the samples with post-annealing process had higher values of short circuit current density than the other samples upon pre-annealing. And the interesting high short circuit current density features were observed at 1:1 mixing ratio and 1wt% of P3HT:PCBM.

• Prospectives of Industrial Chemistry
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• v.24 no.5
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• pp.1-14
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• 2021

유무기 하이브리드 금속-할라이드계 페로브스카이트(organic-inorganic metal halide perovskite) 페로브스카이트 반도체 소재는 광전자 소자와 소재 연구에 새로운 연구 흐름을 만들고 있다. 태양전지 성능이 불과 과거 몇 년 사이의 짧은 연구 기간에도 불구하고, 광-전 변환 소자 중에서도 단일 소자와 적층 소자(tandem)에서 높은 광-전 변환 효율을 나타내기 때문이다. 이러한 급격한 연구 성과와 성장에도 불구하고, 페로브스카이트 소재의 다양한 광전자 특성의 평가와 결과에 대한 논의가 필요한 상황이다. 특히 내부 이온 이동이 광전자 원거리 이동 특성 평가와 해석에 영향을 주는 경우, 페로브스카이트 소재를 기반으로 한 다양한 광전자 소자의 성능 향상과 해석에 여전히 모호함을 준다. 달리 얘기하면, 이 소재의 기초 특성을 이해하고자 적용하는 다양한 기존 특성 평가 분석법의 활용과 해석에도 복잡한 영향을 미치고 있다고 할 수 있다. 이러한 페로브스카이트 소재 내에서 광전자 원거리 이동을 측정하는 새로운 방법을 소개하고자 한다. 첫 번째 방법으로, Quasi-steady 상태에서 광전도도를 전기적 특성으로 측정하고, 광조사 하에 투과 및 반사를 광학적으로 측정하여, 전도도와 광전자 밀도를 동시에 평가하는 방법으로, photo-induced transmission and reflection (PITR) 분광분석법이다. 이 분광분석법은 실제 소자의 구동조건을 구현한 상태에서 광전자의 원거리 이동에서 발생하는 광전자 밀도 변화를 반영한 광전자 이동도 특성 평가라는 장점을 가지고 있다. 두 번째 방법으로, 기존의 연속 전압 인가 방법 대신 펄스형 전압 인가 방식을 도입하는 방법으로, pulsed voltage space charge limited current (PV-SCLC) 분석법이다. 이는 펄스형 전압 인가 방법으로 이온의 이동을 최소화하여, 전류-전압 측정에서 히스테리시스가 없고 측정결과의 재현성과 신뢰도가 매우 높은 장점이 있다.