입사광의 증가와 전하 수송층의 표면 개질은 각각 단락 전류 밀도( J SC )와 전하 수송 특성을 향상시켜 고성능 페로브스카이트 태양전지(PSC)를 달성하기 위한 강력한 경로이다. 그러나 반사 손실을 줄이면서 동시에 전자 수송층(ETL)의 전기적 성능을 개선하기 위한 기법은 거의 연구되지 않았다. 본 연구에서는 고성능 PSC를 제작하기 위한 경사 불소(F) 스퍼터링 공정을 제안한다. 제안된 공정은 F 코팅의 반사방지막 효과와 TiO 2 ETL에 대한 F 도핑 효과를 동시에 구현하며, 굉장히 낮은 굴절률(≈1.39)로 인해 PSC로 전달되는 빛의 양을 증가시키고 TiO 2 의 전기적 특성을 현저히 향상시킨다. 그 결과, F 코팅 및 도핑 페로브스카이트 태양전지(F‐PSC)의 J SC 는 25.05에서 26.01 mA cm −2 로 증가하였고, 동력변환효율은 24.17%에서 25.30%로 향상되었다. 캡슐화하지 않은 F‐PSC는 대기 환경 조건(상대습도 30%, 암조건에서 25 °C)에서 900 h 동안 노출 후 공기 안정성이 향상되었다. 본 연구에서의 경사 F 스퍼터링 공정은 향후 PSC의 개발 단계에서 상용화 단계까지 적용 가능한 보편적 방법이 될 수 있다.

기울어진 불소 스퍼터링 공정 논문 2301033에서 Sang-Jin Lee, Jin Young Kim 및 동료 연구진은 기울어진 불소 스퍼터링 공정을 사용하여 불소의 반사방지막 코팅을 적용하고 전자 수송층에서 F 도핑 효과를 활용함으로써 페로브스카이트 태양전지(PSCs)의 단락전류밀도(JSC)와 전력변환효율(PCE)을 향상시키는 방법을 보고하였다. 그 결과, 불소 코팅 및 도핑된 페로브스카이트 태양전지(F-PSC)의 JSC는 25.05에서 26.01 mA cm−2로 증가하였고, PCE는 24.17에서 25.30%로 증가했으며 F-PSC는 우수한 안정성을 보였다. 이러한 연구 결과는 고성능 PSC 개발을 위한 새로운 기술을 제공한다.

0.1 C 및 사이클 성능은 1 C의 속도에서 첫 번째 사이클부터 500번째 사이클까지 용량 유지율 90.8%로 나타났다. 본 연구는 TF-LIB에서 AM/CB/B 복합 전극을 위한 디딤돌이 될 것이다.

나노구조는 표면적을 확대하고 투명성을 높이며 동력 생성을 향상시키는 데 핵심적이다. 본 연구에서는 선형 이온 빔 소스에서 발생하는 플라즈마를 활용하여 무색 폴리이미드(CPI) 표면에 불규칙한 나노구조를 제작하는 새로운 방법론을 제시하였다. 이 혁신적 기술은 투명성을 개선하여 에너지 및 광전자 응용 분야에 매력적인 선택지로 자리매김한다. 또한 플라즈마 중합 플루오로카본(Plasma-polymerized-fluorocarbon, PPFC)을 적용함으로써 나노구조화된 CPI 표면을 추가로 향상시켰다. 이 코팅은 낮은 굴절률과 우수한 트라이보전기화(triboelectrification) 특성으로 특징지어지며, 이를 통해 초저반사율(<1%)과 높은 표면 전하 밀도를 달성할 수 있었다. 나노구조화된 CPI에 PPFC를 통합한 결과, 트라이보전기 나노발전기(triboelectric nanogenerator, TENG)의 유효 표면적이 14.8% 증가하였고, 출력은 184.0 V 및 72.8 μA에 도달하여 TENG 성능이 향상되었다. 또한 투명 TENG를 위한 성능지수(figure of merit, FOM)를 도입하였다. PPFC/나노구조화 CPI의 FOM은 206.5로 인상적인 값을 나타낸다. PPFC/나노구조화 CPI를 포함하는 유연 페로브스카이트 태양전지(flexible perovskite solar cells, f-PSCs)에서, 단락전류밀도가 22.61에서 23.24 mA/cm2로 증가하였고, 동력변환효율이 17.47%에서 18.25%로 향상되는 것을 관찰하였다. 본 결과는 이 접근법이 투명 TENG 및 f-PSCs 양쪽에서의 효능을 입증하며, 이들의 성능에 실질적인 진전을 가져온다.

입사광의 증가와 전하 수송층의 표면 개질은 각각 단락 전류 밀도( J SC )와 전하 수송 특성을 향상시켜 고성능 페로브스카이트 태양전지(PSC)를 달성하기 위한 강력한 경로이다. 그러나 반사 손실을 줄이면서 동시에 전자 수송층(ETL)의 전기적 성능을 개선하기 위한 기법은 거의 연구되지 않았다. 본 연구에서는 고성능 PSC를 제작하기 위한 경사 불소(F) 스퍼터링 공정을 제안한다. 제안된 공정은 F 코팅의 반사방지막 효과와 TiO 2 ETL에 대한 F 도핑 효과를 동시에 구현하며, 굉장히 낮은 굴절률(≈1.39)로 인해 PSC로 전달되는 빛의 양을 증가시키고 TiO 2 의 전기적 특성을 현저히 향상시킨다. 그 결과, F 코팅 및 도핑 페로브스카이트 태양전지(F‐PSC)의 J SC 는 25.05에서 26.01 mA cm −2 로 증가하였고, 동력변환효율은 24.17%에서 25.30%로 향상되었다. 캡슐화하지 않은 F‐PSC는 대기 환경 조건(상대습도 30%, 암조건에서 25 °C)에서 900 h 동안 노출 후 공기 안정성이 향상되었다. 본 연구에서의 경사 F 스퍼터링 공정은 향후 PSC의 개발 단계에서 상용화 단계까지 적용 가능한 보편적 방법이 될 수 있다.

기울어진 불소 스퍼터링 공정 논문 2301033에서 Sang-Jin Lee, Jin Young Kim 및 동료 연구진은 기울어진 불소 스퍼터링 공정을 사용하여 불소의 반사방지막 코팅을 적용하고 전자 수송층에서 F 도핑 효과를 활용함으로써 페로브스카이트 태양전지(PSCs)의 단락전류밀도(JSC)와 전력변환효율(PCE)을 향상시키는 방법을 보고하였다. 그 결과, 불소 코팅 및 도핑된 페로브스카이트 태양전지(F-PSC)의 JSC는 25.05에서 26.01 mA cm−2로 증가하였고, PCE는 24.17에서 25.30%로 증가했으며 F-PSC는 우수한 안정성을 보였다. 이러한 연구 결과는 고성능 PSC 개발을 위한 새로운 기술을 제공한다.

0.1 C 및 사이클 성능은 1 C의 속도에서 첫 번째 사이클부터 500번째 사이클까지 용량 유지율 90.8%로 나타났다. 본 연구는 TF-LIB에서 AM/CB/B 복합 전극을 위한 디딤돌이 될 것이다.

나노구조는 표면적을 확대하고 투명성을 높이며 동력 생성을 향상시키는 데 핵심적이다. 본 연구에서는 선형 이온 빔 소스에서 발생하는 플라즈마를 활용하여 무색 폴리이미드(CPI) 표면에 불규칙한 나노구조를 제작하는 새로운 방법론을 제시하였다. 이 혁신적 기술은 투명성을 개선하여 에너지 및 광전자 응용 분야에 매력적인 선택지로 자리매김한다. 또한 플라즈마 중합 플루오로카본(Plasma-polymerized-fluorocarbon, PPFC)을 적용함으로써 나노구조화된 CPI 표면을 추가로 향상시켰다. 이 코팅은 낮은 굴절률과 우수한 트라이보전기화(triboelectrification) 특성으로 특징지어지며, 이를 통해 초저반사율(<1%)과 높은 표면 전하 밀도를 달성할 수 있었다. 나노구조화된 CPI에 PPFC를 통합한 결과, 트라이보전기 나노발전기(triboelectric nanogenerator, TENG)의 유효 표면적이 14.8% 증가하였고, 출력은 184.0 V 및 72.8 μA에 도달하여 TENG 성능이 향상되었다. 또한 투명 TENG를 위한 성능지수(figure of merit, FOM)를 도입하였다. PPFC/나노구조화 CPI의 FOM은 206.5로 인상적인 값을 나타낸다. PPFC/나노구조화 CPI를 포함하는 유연 페로브스카이트 태양전지(flexible perovskite solar cells, f-PSCs)에서, 단락전류밀도가 22.61에서 23.24 mA/cm2로 증가하였고, 동력변환효율이 17.47%에서 18.25%로 향상되는 것을 관찰하였다. 본 결과는 이 접근법이 투명 TENG 및 f-PSCs 양쪽에서의 효능을 입증하며, 이들의 성능에 실질적인 진전을 가져온다.

인체의 다양한 부위에서 에너지를 수확하기 위해, 민감한 피부를 자극하지 않는 다기능의 편안한 마찰전기 나노발전기(triboelectric nanogenerators, TENG)가 필요하다. 따라서 변형이 용이하면서도 생체적합성, 초박막, 유연성을 동시에 갖춘 TENG을 제작하는 것이 필수적이다. 이에 본 연구에서는 이중 파장(3.1 µm의 마이크로 크기 및 311.8 nm의 나노 크기)을 갖는 계층적 주름 구조 TENG(hierarchical-wrinkled-architecture-TENG, HWA-TENG)를 제안한다. 고표면전하 포텐셜, 초박막 두께, 투명성 및 발수성을 바탕으로, 고성능 마찰전기화 물질로 플라즈마 폴리머-플루오로카본(plasma-polymer-fluorocarbon, PPFC) 박막을 사용하였다. PPFC의 표면전하 포텐셜은 7.28로 매우 높았으며, 이는 벌크 polytetrafluoroethylene와 비슷한 수준이다. HWA-TENG의 표면적은 HWA의 표면적 증가 효과와 PPFC 박막의 높은 표면전하 포텐셜 특성의 결합으로 인해 최대 3.5%까지 증가하였고, 그 결과 출력 성능이 200 V 및 30 μA로 높게 나타났다. HWA-TENG는 마찰전기 빗방울 에너지 수확기 및 순응형(conformal) 인공 마찰전기 피부에 성공적으로 적용될 수 있다. 친환경적이고 단순한 제작 공정, 그리고 높은 출력 성능으로 인해 HWA-TENG는 인체를 위한 순응형 TENG을 포함하여 여러 응용 분야에 활용될 수 있다.

본 연구에서는 RF 스퍼터링을 통해 제조한 구리(Cu)-플라즈마 폴리머 플루오로카본(Cu-PPFC) 나노복합체 박막을 이용하여 중등도 감도의 표면강화 라만 산란(surface-enhanced Raman scattering, SERS) 기판을 간단하고 비용 효율적으로 제작하는 방법을 제안한다. 탄소나노튜브(CNT), Cu, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 분말로 구성된 복합 타깃(5:60–80:35–15 wt%)의 사용은 동시 스퍼터링에 비해 단일 캐소드로 중등도 감도의 SERS 기판을 간단하게 제작할 수 있다는 장점을 제공한다. 엑스선 광전자 분광법(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS) 결과, 박막 표면은 Cu-F 결합과 Cu–O 결합을 갖는 금속성 Cu로 부분적으로 구성되어 있어 도전성 영역과 플라즈몬 활성 영역이 공존함이 확인되었다. UV-VIS 분광법은 약 680 nm에서 뚜렷한 흡수 피크를 나타냈으며, 이는 플라즈마 폴리머 플루오로카본(PPFC) 매트릭스에 내포된 Cu 나노클러스터에서 국소 표면 플라즈몬 공명(localized surface plasmon resonances)의 여기됨을 시사한다. 원자힘현미경(atomic force microscopy) 및 천입사(경사입사) 소각 엑스선 산란(grazing incidence small-angle X-ray scattering) 분석은 Cu 나노입자가 20–35 nm의 입자 간 거리를 갖고 균일하게 분포함을 확인하였다. Cu 함량이 가장 높은(80 wt%) Cu-PPFC 나노복합체 박막은 로다민 6G(rhodamine 6G)에 대해 2.18 × 104의 라만 증강 인자를 보여, 중등도 감도의 SERS 기판으로서의 잠재력을 입증하였다. 유한차분 시간영역(finite-difference time-domain, FDTD) 시뮬레이션은 PPFC 매트릭스로 분리된 Cu-Cu 나노갭에서 강한 전자기장 국소화를 확인하여, 실험적으로 관찰된 SERS 증강을 뒷받침하였다. 이러한 결과는 복합 타깃을 사용하여 용이하게 제조할 수 있는 Cu-PPFC 나노복합체 박막이, 재현 가능하고 저렴하며 중등도 감도의 SERS 기판을 제작하기 위한 효율적이고 확장 가능한 경로를 제공함을 시사하며, 실제 센싱 응용에 적합함을 보여준다.

자기(電荷)마찰 나노발전기(Triboelectric Nanogenerators, TENGs)는 IoT 시대의 에너지 수확을 위해 주목받고 있다. 폴리테트라플루오로에틸렌(Polytetrafluoroethylene, PTFE)은 전자에 대한 친화성과 생체적합성 때문에 핵심 소재로 여겨진다. 그러나 PTFE의 낮은 유연성과 낮은 투명성은 적용을 제한한다. 탄소나노튜브-PTFE 복합 타깃을 사용하여 제작한 플라즈마 폴리머 플루오로카본(Plasma Polymer Fluorocarbon, PPFC) 박막을 대안으로 제안한다. PPFC 박막은 높은 표면 전하 포텐셜과 화학적 내성과 같은 PTFE의 유익한 특성을 유지하면서도, 초박막이고 투명하다는 장점을 함께 가진다. 신축 가능한 생체적합성 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(Styrene-Ethylene-Butylene-Styrene, SEBS) 기판 위에 코팅하면 막이 주름(wrinkles)을 형성하여 표면 접촉 면적과 소수성을 향상시키고, 이는 표면 전하 밀도를 증가시켜 TENG 성능을 증대시킨다. 본 연구에서는 추가 플라즈마 처리를 통해 이중 파장(dual-wavelength)의 주름을 갖는 PPFC 코팅 계층적 주름 구조(Hierarchical Wrinkled Architecture, HWA) 나노패턴 TENG를 개발하였다. 해당 TENG는 투명한 정전기 유전(triboelectric) 비말(raindrop) 에너지 수확기와 순응성(conformal) 인공 정전기(triboelectric) 스킨에 성공적으로 적용되었다.