조성구배 및 적층 구조 기반 초박막 광전변환 소자 연구

Ultrathin photovoltaic and optoelectronic energy conversion using compositional grading and stacked structures

연구 내용

2D/다층 이종접합에서 조성구배와 적층 구조를 제어해 초박막 태양전지의 광흡수·전하수송·양면 발전을 향상하는 연구

2D 소재의 조성구배를 활용한 van der Waals 이종접합 구조와, 반투명 적층 태양전지의 탠덤 설계를 통해 광전변환 성능을 높이는 연구를 수행합니다. Te를 도입한 조성구배 MoS2 기반 이종접합에서는 흡수층 조성과 전하 분리 효율을 함께 최적화하여 초박막 태양광 변환을 목표로 합니다. 또한 알베도 환경을 고려한 양면 발전용 반투명 CuInSe2/페로브스카이트 탠덤 구조에서는 하부 흡수층 두께가 상부로의 후면 광 투과에 미치는 영향을 공정 변수로 반영합니다.

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1건

연구 흐름

연구는 양면·반투명 태양전지에서 알베도 환경을 고려한 적층 구조 설계로 시작되었습니다. 2023년에는 반투명 CuInSe2 흡수층을 페로브스카이트 탑셀과 4-terminal로 기계적 적층하는 접근을 통해 후면 광 투과와 전류 기여를 분석했습니다. 이후 2024년에는 2D TMD 기반 조성구배 이종접합을 도입하여 Te 농도 변화에 따른 광전변환 특성을 체계적으로 탐색하는 방향으로 발전했습니다. 최근에는 극한 결함제어 및 와이드밴드갭 반도체 개발 과제 흐름과 연계해 재료 결함과 공정 안정성까지 고려하는 연구를 수행합니다.

활용 가능성

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

조성구배 흡수층 설계
vdW 이종접합 계면 최적화
초박막 광전변환 효율 향상
반투명 태양전지 적층 구조
알베도 환경 성능 최적화
바이페이셜 발전 특성 분석
4-terminal 탠덤 구조 구현
후면 광 투과율 제어
광응답 전하수송 최적화
광전변환 소자 모듈 통합