유기 태양광 발전지에서 약 10 %의 효율 제작 가능

유기 태양광 발전지에서 약 10 %의 효율 제작 가능

교토 대학은 3 월 9 일, 박막화 한 때 

흥분 상태가 수명 전자 수용성 물질을 개발했다고 발표했다. 

이 재료를 이용한 유기 박막 태양 전지는 약 10 %로 높은 에너지 변환 효율을 실현했다. 

박막 제작시에 나노 수준의 제어가 필요 없어 기존보다 간편하게 

유기 박막 태양 전지를 제작할 수 있다고한다.

유기 박막 태양 전지는 전자가 부족한 전자 수용성 재료와 전자를 

풍부하게 가진 전자 공급 물질의 복합 박막 (발전 층)을 가진다. 

발전 층에 빛이 닿으면 전자 수용성 물질 또는 

전자공 재료가 에너지를 흡수하여 여기 상태가되고, 

그 흥분 상태에서 플러스와 마이너스의 전하가 발생 전류가 생긴다.

높은 에너지 효율을 실현하려면 전자 수용성 재료와 

전자 공급 물질이 빛 에너지를 효율적으로 흡수하는 것이 중요해져,

이를 위해서는 전자 수용성 물질의 밴드 갭이 작은 것이 요구된다.

 한편, 일반적으로 밴드 갭이 작은 재료는 여기 상태의 수명이 단축되고 

전자 수용성 재료와 전자 공급 물질을 혼합하는데 나노 수준에서 제어가 필요하기 때문에 

실용화에 장애 의 하나가되고 있었다.

연구팀은 이번 상대적으로 전자 풍부한 부위를 강력한

전자 부족한 부위에 끼운 구조의 비 풀러렌 형 전자 수용성 재료 ITIC를 기반으로 

상대적으로 전자 풍부한 부위에 벤젠 고리 또는 피리딘 고리가 두 차원 평면 상에 

연결된 구조를 통합 전자 수용성 재료 TACIC를 설계 · 합성했다.

이차원 평면 구조 부위는 박막 중에서 강한 분자간 상호 작용을 나타 내기 때문에, 

TACIC 막은 ITIC 막과 같은 정도의 작은 밴드 갭 남아 흥분 상태의 수명은 50 배 이상 길어졌다.

또한 TACIC을 이용한 유기 박막 태양 전지의 에너지 변환 효율은 9.92 %로 

ITIC을 이용한 경우의 9.71 %보다 증가했다고한다.

흥분 상태가 장수 명화하여 전자 수용성 재료와 전자 공급 물질을 나노 수준으로 

혼합 할 필요가 원리 상 없어 더 간편하게 제작할 수 있게된다. 

이번 성과는 실용화를 향한 큰 걸음이 될 것으로 기대된다.

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