초박형의 유기 태양 전지 수명 15배, 변환 효율 1.2배 고성능화 성공

초박형의 유기 태양 전지 수명 15배, 변환 효율 1.2배 고성능화 성공

출처 - https://www.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/2003/11/news057.html

이화학 연구소 (리켄)는 2020년 3월 10일, 

높은 에너지 변환 효율과 장기 보관 안정성을 양립하는 초박형의 유기 태양 전지 개발에 성공했다고 발표했다. 

기존 대비 15 배의 수명을 실현하며 웨어러블 전자 제품과 소프트웨어 로봇용 센서 및 액추에이터 등에 

전력 공급을 할 수 있는 가볍고 유연한 전원의 응용을 기대할 수 있다고 한다.

이화학 연구소(리켄) 홈페이지 - https://www.riken.jp/

이번에 개발한 초박형 유기 태양 전지 

유기 태양 전지는 기존의 실리콘 태양 전지에 비해 

매우 얇은 유기 반도체 박막으로 형성하고 유연성 경량성이 우수하다. 

특히 기판을 포함한 전체의 두께를 수 마이크로 미터 (μm)까지 박형화 한 

초박형 유기 태양 전지는 옷이나 피부에 직접 붙여 위화감이 없다고한다.

이화학 연구소에서는 지금까지 변환 효율 10.5%의 

초박형 유기 태양 전지를 개발하고 있지만, 

기판과 봉지 막에 얇은 고분자 필름을 사용하고 있기 때문에,

충분한 가스 배리어성 확보가 어려워 안정적인 구동을 하기 위한 

발전 층이나 전하 주입 층의 계면을 제어하는

기술이 없었기 때문에 에너지 변환 효율과 장기 보관 안정성의 양립이 부족했다.

이번에 개발한 초박막 유기 태양 전지는 높은 에너지 교환 효율 및

열 안정성을 양립하는 새로운 재료 혼합 막의 설계에 의한 

발전 층의 개선과 포스트 어닐링 처리에 의해 

발전 층과 정공수송층 계면에서의 전하 수송의 개선을 실현했다.

내열성, 고효율의 초박형 태양광 전지 동영상

결과적으로 보드에서 봉지 막까지 모두 합친 두께가 3μm로서 초박형이며, 

에너지 변환 효율은 13%를 달성했다. 

또한 대기 중에서 3000시간 보관 한 후에도 

95% 이상의 에너지 변환 효율을 유지할 수 있었다고한다.

또한 이전 개발한 변환 효율 10.5%의 태양 전지의 경우 

유지율 95%를 채우는 것은 약 200시간까지였다. 

이와 비교하면 에너지 변환 효율은 약 1.2배 향상, 장기 보관 안정성은 15배 개선 된 셈이다.

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