메타물질 이용 유기소자 수명 및 효율 개선 기술 개발
메타물질로 광전소자 전력효율 개선 세계 최초 성공- 태양전지 효율 획기적 개선 등 다양한 활용 기대 -
1. 연구의 필요성
○ 차세대 에너지 소자로 주목을 받고 있는 유기 태양전지는 1세대 태양전지(실리콘계 태양전지)와 2세대 태양전지(박막 태양전지) 보다 가공이 쉽고 재료가 다양하며 저렴한 가격으로 제작 가능하다. 또한 발전효율 향상이 빠르며 유연소자로 개발 가능하여 3세대 태양전지로 기대를 받고 있으나 아직은 낮은 효율과 짧은 수명으로 인해 응용에 제한을 받고 있다.
○ 빛을 흡수하여 광활성층의 도너에서 생성된 전자-정공쌍인 엑시톤은 억셉터로 이동하여 전자-정공으로 분리되고 전자는 양극, 정공은 음극에 모여 전류를 생성시킨다.
* 광활성층 : 빛을 받아들이는 부분으로 도너와 억셉터로 구성되어 있음
** 도너 (donor) : 전자를 주는 역할
*** 엑시톤 : 외부에서 빛이 흡수될 때 광활성층에 형성되는 전자-정공의 쌍으로, 전류를 만들어내는 역할을 함
**** 억셉터 (accepter) : 전자를 받는 역할
차세대 에너지 소자로 주목받으며 1세대와 2세대의 태양전지보다 쉽고 저렴하게 제작 가능한 태양전지는 뭐니