유기 박막 태양 전지의 실용화에 전진

교토는 2020 년 3 월 박막화 할 때 흥분 상태가 

수명 전자 수용성 재료를 개발하는 데 성공했다고 발표했다. 

이 재료를 이용한 유기 박막 태양 전지에서 10 % 정도의 높은 에너지 변환 효율을 실현하는 데에도 

성공하고 유기 박막 태양 전지의 실용화에 크게 기여하는 성과로하고있다.

가볍고 유연성이 기존의 실리콘 결정질 태양 전지보다 

저렴한 비용으로 제조 할 수있는 유기 박막 태양 전지는 

태양 광 발전의 용도를 넓히는 차세대 태양 전지로서 기대되고있다. 

이 전지의 발전 층은 태양 에너지를 이용하여 플러스와 마이너스 전하를 발생시키고있다.

많은 전하를 발생하는 전자 수용성 물질을 효율적으로 태양 에너지를 흡수하고 그로 인하여

흥분 상태가 긴 수명을 갖는 것이 바람직하다고한다. 

하지만 태양 에너지를 효율적으로 흡수하기 위해 전자 수용성 물질의 밴드 갭이 

작은해야 일반적으로 밴드 갭이 작은 재료는 여기 상태의 수명이 짧아지는 문제 (에너지 밴드 갭 칙)이 있었다.

이번 교토 대학의 연구 그룹은이 문제의 해결을 위해 전자 수용성 물질의 분자간 상호 작용의 제어에 주목했다. 

전자 수용 재료에 대해 벤젠 고리 또는 피리딘 고리가 이차원 평면 상에 연결된 구조를 

내장 분자간 상호 작용을 제어하는 ​​것으로, 

밴드 갭이 작아도 흥분 상태가 오래 지속 재료를 만들어내는 것에 성공 했다. 

여기 상태의 수명은 기존의 50 배에 해당하며,이를 이용한 유기 박막 태양 전지는 변환 효율 9.92 %를 실현했다.

기존의 유기 박막 태양 전지는 발전 층에서 여기 상태의 수명 연장을 위해 전자 수용 재료

및 전자 공여 물질을 나노 미터 수준으로 혼합해야, 이것이 실용화의 벽이되어 있었다. 

하지만 이번에 개발 한 재료를 용처럼 흥분 상태를 장수 명화 있다면 

나노 미터 수준에서 혼합 할 필요가 없기 때문에 유기 박막 태양 전지의 실용화를 크게 높일 수 있다고하고있다.