독립적 인 행정 기관, 국립 고급 산업 과학 기술 연구소 [Yoshikawa Hiroyuki의 회장] (이하 "AIST")는 광학 기술 연구 부서 [Watanabe Masanobu의 회장]입니다유기 반도체유기 박막 온라인 바카라 전지P -N Junction유기 반도체가 분자 수준에서 계면에서 3 차원 P-N 접합을 형성하는 새로 도입 된 나노 구조 층 (I-Layer) 및P-I-N Junction광전 변환 계층확장되고 가벼운 이용의 효율이 향상되며, 이는 유기 반도체 층을 사용하여 P-I-N 접합 유형 유기 박막 온라인 바카라 전지를 사용하여 달성됩니다am15g의 조건 하에서 세계 최고 에너지 전환 효율은 4%로 달성되었습니다 이것은 경량의 유연한 플라스틱 필름 온라인 바카라 전지의 실현을 가속화 할 것으로 예상됩니다
저렴한 유연성 온라인 바카라 전지로서 실용적으로 예상되는 유기 박막 온라인 바카라 전지는 현재 인기있는 실리콘 온라인 바카라 전지와 유사하게 반도체의 기능을 기반으로하는 고형 상태 온라인 바카라 전지이며 30 년 동안 연구 및 개발의 오랜 역사를 가지고 있지만 지금까지는 낮은 에너지 전환 효율성이 달성되었으며, 에너지의 효율성만으로도 높은 에너지 전환이 이루어졌다
고형 상태 온라인 바카라 전지는 유기 및 무기 반도체의 P-N 접합입니다광전자 효과입니다 지금까지, 유기 박막 온라인 바카라 전지는 유기 반도체로부터 형성된 P-N 접합의 광전 전환층에서 단지 몇 나노 미터의 두께를 가지므로, 기존 유형은 광전 전환 층과 동일하다간단한 스택 온라인 바카라 전지가벼운 이용의 효율성은 좋지 않았으며 큰 광전류를 추출 할 수 없었습니다 따라서, 유기 박막 온라인 바카라 전지의 에너지 전환 효율을 향상시키기 위해 광전 전환층을 확장하여 광 발화 효율을 향상시키는 것이 KEY로 간주되었다
이번에 AIST는 유기 반도체가 P-N 접합 계면에서 분자 수준에서 3 차원 P-N 접합을 형성하는 새로운 나노 구조 층 (I-Layer)을 도입하여 P-N 접합이 분자 수준에서 형성 될 수있게한다Nanop-N Junction형성되고 광전 변환층이 확대 될 수있다
N 형 유기 반도체풀러렌 (C60), P 형 유기 반도체로서의 아연Phthalocyanine(ZNPC)를 사용하여, ZnPC 및 C60에 의해 형성된 P-N 접합 인터페이스에 혼합 된 ZnPC 및 C60을 포함하는 나노 구조화 된 층 (ZnPC : C60 = I 층)을 사용하여 P-I-I-N Junction 유기형 세포 세포를 제조하기 위해 도입되었으며, 그 에너지 전환은 대략 4%였다 이것은 15G AM에서 평가 된 유기 박막 온라인 바카라 전지의 최고 수준입니다
이 연구 및 개발 결과 유기 반도체 층의 총 두께가 50 nm (P 층 : 5 nm, I 층 : 15 nm, N 층 : 30 nm) (1 나노 미터 : 10 억의 미터), 고 에너지 전환 효율성 세포 특성은 달성 될 수 있으며 단위 두께로 변환 될 때 모든 고양이의 가치를 포함하여 고양이의 가치가 있는데, 이는 전환 될 때, 이는 전환된다 우리가 이번에 개발 한 유기 박막 온라인 바카라 전지는 얇기 때문에 아직 많은 빛을 사용하지 않았습니다tandem가벼운 활용의 효율성을 더욱 향상시킬 것으로 예상되며, 이는 향후 에너지 전환 효율을 크게 개선 할 수있게 될 것입니다 따라서, 유기 박막 온라인 바카라 전지의 에너지 전환 효율을 증가시키기위한 전망은 플라스틱 필름 온라인 바카라 전지의 실현을 크게 가속화시킨다
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사진 : 현재 주류 실리콘 온라인 바카라 전지 (왼쪽) 및 플라스틱 필름 온라인 바카라 전지 (오른쪽)
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깨끗하고 끝없는 온라인 바카라 에너지를 사용하는 온라인 바카라열 발전은 또한 지구 온난화를 예방할 것을 약속하고 있으며 앞으로는 가정 에너지로 매우 기대됩니다 현재 인기가있는 실리콘 기반 온라인 바카라 전지의 현재 세대 비용은 여전히 비싸다 가계 전기 요금의 약 3 배, 상업 전기 요금의 6 배에서 온라인 바카라 전지의 비용을 줄이는 데 필수적이며,이를 달성하기 위해 다양한 새로운 온라인 바카라 전지의 실제 사용 가능성이 논의되고있다 주요 후보자 중 하나는 유기 박막 온라인 바카라 전지로, 플라스틱과 같은 유연한 기판을 사용하여 인쇄 제조 공정을 도입하여 온라인 바카라 전지의 비용을 크게 줄일 수 있다고합니다 21 세기 이래로 유럽과 미국에서 연구 및 개발이 주로 인기를 얻고 있습니다
반도체의 경우캐리어의 양수 및 음성 특성이 긍정적 인 전하를 갖는 "구멍"의 긍정적 및 음성 특성이있는 반도체가 있으며, 여기서 긍정적 인 전하가 전류를 전송하는 역할) 및 N 형 반도체 (음전 전하를 갖는 전기를 전달하는 역할을 수행하는 반도체)는 양전자와 보급 퇴비로부터 유출되는 반도체입니다 11325_11626 | 및 많은 유기 물질은 이러한 반도체 유사 특성을 나타내는 것으로 알려져 있습니다 실리콘과 같은 무기 반도체 대신에 이들 유기 반도체가 사용될 수 있는지 여부에 대한 아이디어는 놀랍게도 오래된 것이며 1970 년대 후반부터 연구가 수행되었다 그러나 에너지 전환 효율성은 약 1%에서 향상되지 않으므로 연구 및 개발이 계속 정체되었으며 어떤 종류의 혁신이 에너지 전환 효율을 향상시킬 것이라는 희망이있었습니다
다른 한편으로, 유기농 박막 온라인 바카라 전지와 유사한 구조를 가진 광 방출 요소 인 유기농 EL 장치는 유기농 박막 온라인 바카라 전지와 비교하여 1980 년대 후반에 시작된 연구 및 개발에도 불구하고 이미 실용적으로 사용되었으며, 유기 반도체 장치에 관한 다양한 지식이 그 과정에서 인수되었습니다 또한, 축구 공-유형 분자로서 관심을 끌고있는 Fullerene (C60)은 우수한 N 형 유기 반도체로서 기능하며 유기 박막 온라인 바카라 전지를 되살리기위한 조건이 확립되기 시작한 것으로 밝혀졌다
그러나,이 N 형 유기 반도체 풀러 렌 (C60) 및 전형적인 P 형 유기 반도체 인 Phthalocyanine (ZnPC)의 유도체 인 P-N이형 접합성온라인 바카라 전지가 제조 되더라도 에너지 전환 효율의 현저한 개선은 관찰되지 않았다 유기 반도체의 P-N 접합 인터페이스에서 형성된 광전 전환층의 두께는 여러 분자 (몇 나나노 미터)에 관한 것이며, 실리콘 온라인 바카라 셀의 광전자 변환층 (약 1 마이크로 미터)보다 약 3 개의 크기가 얇기 때문에 햇빛의 대부분은 흡수되지 않았으며, 그리고 단지 흡수되지 않았다 광전 전환
이 연구 및 개발은 "유기농 박막 온라인 바카라 전지 (2002-2004)의 연구 및 개발"의 지원으로 수행되었습니다
AIST는 유기 반도체의 P-N 접합 인터페이스에서 단지 2 차원으로 얇은 광전 전환 층을 확장하여 광 전환 층을 확장하여 광 발전의 효율을 향상시키기 위해 장치를 3D로 설계했습니다 결과적으로, P 형 유기 반도체 프탈로시아닌 유도체 (ZnPC) 및 N- 형 유기 반도체 풀러렌 (C60)으로 만들어진 나노 구조화 된 층 (ZnPC : C60)을 도입함으로써 나노 구조적 층 (ZNPC : C60)을 제작 한 것으로 밝혀졌다 프탈로시아닌 유도체 (ZNPC) 및 N 형 유기 반도체 풀러 렌 (C60), 분자 수준에서 P-N 접합의 형성을 허용하는 많은 NANOP-N 접합이 형성되어 광전자 전환 층의 효과적인 두께를 증가시키고 에너지 전환 효율을 향상시킨다 [참조 1]
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그림 1 나노 구조 층 (I-Layer)을 P-N 접점에 도입하여 분자 P-N 접합 인터페이스의 증가
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P 형 및 N 형 분자를 함유하는 ZnPC : C60 층은 거의 동일한 수의 전자 및 구멍을 가지므로 매크로에는 본질적인 반도체 층이 있습니다 (i (고유 반도체) 층으로 간주 될 수 있으며, 이번에 우리가 개발 한 온라인 바카라 전지는 P-I-N Junction Solar Cell의 유기농 버전이라고 말할 수 있습니다 P-I-N 접합을 형성하기 위해 P-N 접합 인터페이스에 고유 반도체 층 I 층을 도입함으로써 광전자 변환층의 두께를 증가시키는 방법은 종종 실리콘과 같은 무기 온라인 바카라 전지에서 사용된다
기술 세부 사항은 다음과 같습니다
(1)진공 증발 방법를 사용하여 제조되었다 i 층은공동 퇴적 방법각각의 유기 반도체 층의 두께는 총 50 nm로 설정되었고, p 층 : 5 nm, I 층 : 15 nm 및 n 층 : 30 nm 또한, 유기 완충 층이 각 전극의 계면 및 유기 반도체 층에서 접촉을 개선하기 위해 도입된다 (도 2 참조)
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그림 2 P-I-N 접합 유형 유기 박막 온라인 바카라 전지의 구조
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(2) 이번에 생산 된 P-I-N 접합 유기 박막 온라인 바카라 전지는 AM15g의 시뮬레이션 된 온라인 바카라 조사 하에서 세계에서 가장 높은 에너지 전환 효율을 갖는 것으로 나타났습니다
(3)이 P-I-N Junction 유기 박막 온라인 바카라 전지의 전류-전압 특성은 전형적인 온라인 바카라 전지의 특성입니다이상적인 동등한 회로를 기반으로 작동 특성을 분석 할 수있었습니다 결과적으로, 유기 반도체 층의 두께에도 불구하고 50nm다이오드 팩터16이고 실리콘 다이오드만큼 좋은 것으로 밝혀졌습니다 다이오드 계수의 값이 1에 가까울수록 이상적인 P-N 접합이 형성 될 수 있으며, 이는 에너지 전환 효율 측면에서 유리합니다 이 결과는이 시간에 제조 된 P-N 접합 유기 박막 온라인 바카라 전지가 또한 우수한 P-N 접합을 형성하는데 사용될 수 있으며, 매우 효율적인 유기 박막 온라인 바카라 전지를 실현할 가능성이 있음을 보여준다
(4) I-Layer 두께가 지속적으로 변경 될 때 온라인 바카라 전지 특성의 평가, I- 레이어 두께가 증가함에 따라 가벼운 이용률의 효율이 증가하고 캐리어의 양이 증가하는 반면, 캐리어 수송 용량이 증가하여 최대한의 에너지 변환 효율성을 제공합니다 이는 P- 타입 및 N- 타입 분자가 I- 레이어에서 공존하고 생성 된 운반체 재조합의 확률이 증가하기 때문이다 [도 3 참조] 현재, I- 레이어에서 P- 타입 및 N 형 분자의 응집 구조에 대한 특별한 제어는 없으므로, I- 레이어 두께의 최적 값은 15 nm이지만, 나노 구조 제어가 I- 레이어에서 수행되는 경우, I- 층 두께가 증가하더라도 운송업자가 재조합되지 않는 경우 에너지 개선이 달성 될 수있다
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그림 3 : I-Layer와 캐리어 운송 및 캐리어 생성의 두께 사이의 관계
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P-I-N Junction 유형 유기 박막 온라인 바카라 전지에서 우리는 이번에 개발하여 I-Layer 필름의 두께를 증가시켜 에너지 전환 효율을 더욱 향상시키기 위해 I-Layer의 캐리어 전송 효율을 높이기 위해 나노 네트워크 구조를 형성해야 하며이 목적을 위해 제조 기술을 개발할 계획입니다 또한, 가벼운 활용의 효율을 더욱 향상시키기 위해, 우리는 유기농 박막 온라인 바카라 전지의 다층 적 스택을 허용하는 탠덤 및 스택 기술을 개발할 계획이다
이러한 연구 개발 결과는 유기 박막 온라인 바카라 전지의 에너지 전환 효율을 향상시키기위한 지침을 제공하며, 이는 플라스틱 필름 온라인 바카라 전지를 실현하는 데 필수적입니다 그러나 완전히 이해되지 않은 유기 박막 온라인 바카라 전지의 많은 부분이 있으며, 우리는 에너지 전환 효율을 더욱 향상시키면서 운영 원리를 설명하기 위해 연구 개발을 수행 할 계획입니다