투명 전극·나노구조 전극 설계 기반 페로브스카이트 양자점 태양전지 연구

Perovskite Quantum Dot Photovoltaics via Transparent Electrode and Nanostructured Back-Electrode Design

연구 내용

비정질/박막 페로브스카이트 양자점 소자에서 투명 전극과 후면 나노구조 전극을 설계하여 광흡수와 광전류를 개선하는 태양전지 구현 연구

페로브스카이트 양자점 기반 태양전지는 광흡수와 전하 추출이 동시에 요구되는 반면, 반투명·박막 구조에서는 전극의 광학 손실과 전하수송 저하가 성능을 제한합니다. 본 연구는 비대칭 dielectric/metal/dielectric transparent electrode 구성을 통해 광투과를 확보하면서 전기적 접촉과 전하 수송을 유지하는 방향으로 접근합니다. 또한 small-molecule templated nanostructure back electrode를 nanoimprint lithography로 구현하여 후면에서의 광경로를 조절하고, 결과적으로 enhanced light absorption과 photocurrent를 유도합니다. 이러한 전극-광학 설계 결합을 통해 건물형 전력 생산에 적용 가능한 박막 태양전지 구조로 확장하는 전략을 사용합니다.

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1건

연구 흐름

초기에는 페로브스카이트 양자점 소자에서 전극 구조가 광학 및 전기적 성능에 미치는 영향을 확인하고, nanoimprint soft lithography 기반 후면 나노구조 전극으로 광흡수와 광전류를 동시에 개선하는 연구를 수행했습니다. 이후에는 반투명 소자로 확장하기 위해 dielectric/metal/dielectric 기반 비대칭 투명 전극 설계를 적용하여 광투과 특성과 전하 추출을 함께 최적화했습니다. 최근에는 건물형 태양광 발전을 염두에 둔 제로에너지 전환 소자 기술 관점에서, 기계적 메타물질 및 광발전 시스템 통합 요구를 반영하여 양자점 기반 박막 전력 소자의 적용성을 높이는 방향으로 연구를 진행하고 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

반투명 페로브스카이트 양자점 태양전지
건물일체형 태양광(프리폼 패널) 구조
후면 나노구조 전극 기반 광추출 향상
광투과형 전극 설계 기반 디스플레이 연계 발전
저비용 박막 전극 제작 공정
실내·실외 이중 환경 대응 전력 소자
양자점 광활성층-전극 인터페이스 최적화
광경로 제어 기반 성능 안정화 전략
형상 자유도 높은 건물형 발전 모듈
제로에너지 건물 적용용 전력 변환 장치