문준혁 교수 연구팀 (최동호 석사과정, 남성경 석사과정, 하수진 박사),

광자의 상향변환이 가능한 고분자 패널을 이용하여 고효율 태양전지 구현

 

 

□ 태양전지는 반도체로 이루어진 여러층의 전극을 이용하여 태양광을 전기로 전환하는 장치임. 본 연구팀은 반도체가 아닌, 발광소재를 포함하는 고분자 패널을 이용하여 태양광을 전기로 전환할 수 있는 장치를 개발하여, 미국 화학회의 ACS Photonics (IF 6.880, JCR 상위 14%)에 논문을 발표하였다.

 

□ 이 연구는 최동호 석사과정, 남성경 석사과정, 하수진 박사과정 (現 박사, 과학기술정보통신부 산하기관 연구원)에 의해서 수행되었으며, 미국 조지아 공대 Elsa Reichmanis 연구팀과의 공동연구로 이루어졌다.

 

□ 발광소재는 열역학 법칙에 의해 높은 에너지의 빛을 흡수하여 낮은 에너지의 빛을 방출함. 광자의 상향변환(photon upconversion)은 이와는 반대로 낮은 에너지의 빛을 흡수하여 높은 에너지의 빛을 방출하는 현상임. 본 연구팀은 두 개의 발광소재를 이용하여 상향변환을 구현했으며, 발광된 높은 에너지의 빛을 태양전지로 흡수하여 높은 효율의 태양전지를 구현하였음.

 

□ 참고 link

http://moonlab.sogang.ac.kr/

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsphotonics.8b00498

 

 

▲광자 상향변환의 메커니즘 및 상향변환에 의한 발광 스펙트럼

 

 

▲광자 상향변환 고분자 패널을 이용한 태양전지의 사진 및 전압-전류 특성 그래프