게시 및 게시 날짜 : 2014/05/08

결정 성장 제어를 통한 효율적인 전하 흐름을 갖는 이상적인 구조 실시간 바카라 사이트농 세제 태양 전지

포인트

  • 실시간 바카라 사이트 박막 태양 전지의 발전 층의 구조는 제어하기 어려웠다
  • 결정 성장 기술을 사용하여 발전 층의 구조를 제어합니다 광전 변환 효율은 약 22 배 증가했습니다
  • 현재의 방법은 다양한 실시간 바카라 사이트 반도체 재료로 확장되어 실시간 바카라 사이트 박막 태양 전지의 고효율을 가속화합니다


요약

JST는 업무를 달성하기위한 기본 연구의 일환으로 국립 선진 산업 과학 및 기술 연구소의 Miyaji Tetsuhiko실시간 바카라 사이트 박막 태양 전지의 개발에서, 크리스탈 성장 기술을 최대한 활용함으로써, 우리는 흡수를 흡수하는 에너지를 효율적으로 전환하고 충전을 효율적으로 추출하는 이상적인 구조를 갖춘 발전 층을 성공적으로 구성했습니다

실시간 바카라 사이트 박막 태양 전지에서, 긍정적 인 전하 및 음전하를 운반하는 수용체 재료를 전달하는 공여자 재료의 무작위 혼합벌크 헤테로 정션주류입니다 무작위로 혼합 된 구조로 인해 발전 효율의 개선을 방해하는 발전 층을 구성하는 각 재료의 결정 구조 및 혼합 방법을 제어하기가 어려웠습니다

이 연구 그룹은입니다III-V 화합물 태양 전지에서 일반적으로 사용되는 결정 성장 방법 벌크 이종 접합 구조로 실시간 바카라 사이트 박막 태양 전지를 제조하는 방법공동 참조 방법에 처음 적용한 것은 이번이 처음이었습니다 이 경우, 우리는 고유 한 독창성을 사용하여 템플릿 층으로서 비 페닐 비트리 오펜이라는 물질을 사용하고, 공동 증명 된 공여체 재료 (아연 프탈로시아닌) 및 수용체 물질 (fullerene) 위에 사용했습니다 결과적으로, 두 물질의 혼합 방법과 결정도를 제어하고 전하가 효율적으로 흐르는 이상적인 벌크 이종 접합 구조를 생성 할 수 있었다 이번에 개발 된 방법은 효율적인 전하 생성 및 전하 추출을 가능하게하며, 광전 전환 효율이 185%에서 415%로 약 22 배 증가 함을 입증했습니다

앞으로,이 방법은 다양한 실시간 바카라 사이트 반도체 재료에 적용될 수 있으며 실시간 바카라 사이트 박막 태양 전지의 효율을 더욱 증가시킬 수 있으며, 유연하고 저렴한 태양 전지의 실질적인 적용이 가속화 될 것이라고 믿어집니다

이 연구 결과는 American Chemical Society에서 발표합니다ACS 응용 재료 및 인터페이스"

이러한 결과는 다음 프로젝트, 연구 분야 및 연구 주제를 통해 얻었습니다
  전략적 창의적 연구 촉진 프로젝트 개인 유형 연구 (Sakigake)
  연구 영역 : "태양 및 광전 변환 기능"
      (연구 책임자 : Kyushu Institute of Technology의 생명 연구 대학원 Hayase Shuji, 교수)
    연구 주제 이름 : "이종 에피 탁시를 기반으로 한 고효율 단결정 실시간 바카라 사이트 태양 전지"
  연구원 : Miyadera Tetsuhiko (국립 선진 산업 과학 기술 연구소의 태양 광 발전 공학 연구 센터 연구원)
  연구 기간 : 2011 년 10 월 ~ 2015 년 3 월
이 연구 분야는 화학, 물리학 및 전자 제품과 같은 광범위한 분야의 연구원들의 참여를 통해 학제 간 융합을 촉진하고 차세대 태양 세포를 실질적으로 적용 할 수있는 새로운 기초 기술을 창출함으로써 학제 간 융합을 촉진하기 위해 이론적 연구에서 실제 적용에 이르기까지 광범위한 연구를 다룹니다



연구 배경과 역사

실시간 바카라 사이트농 박막 태양 전지는 유연한 플라스틱 필름에 제작 될 수 있으며 제조 비용을 크게 줄여 차세대 태양 전지로 관심을 끌 수 있으며, 전 세계 대학, 연구 기관 및 회사가 연구와 경쟁하고 있습니다 실시간 바카라 사이트 박막 태양 전지의 실제 적용에 효율성이 추가로 개선되지만, 현재 제조 방법은 다른 재료를 무작위로 혼합하여 벌크 이종 접합이라는 구조를 생성하여 발전 층의 구조를 제어하기가 어렵고 효율의 개선을 방해합니다 전극에 효율적으로 도달하기 위해, 햇빛을 흡수하여 생성 된 양전하는 음전하 수용자 재료로부터 깔끔하게 분리되기를 원했고, 전하는 전극에 연결되었다 (도 1)

연구 컨텐츠

연구 그룹은 이전에 그룹 III-V 화합물 태양 전지에서 사용되었습니다heteroepitaxi10224_1048960)는 이상적인 구조를 갖는 발전 층을 형성하기 위해 공동 증발되었다 (도 2)

실시간 바카라 사이트 전력 생성층은 다음 단계로 형성되었다
(1) BP2T자기 조직에 의해 형성됩니다
(2) 이종 에피 택시에 의해 BP2T에서 ZnPC를 성장시킨다
(3) C60BP2T 결정의 간격에서 성장된다

(2) 및 (3)은 공동 결정 과정에서 동시에 수행되며, 공여자 및 수용체 재료는 다른 위치에서 성장하여 양성 및 음전하에 대한 경로가 별도로 형성되는 이상적인 구조를 초래합니다 또한 ZnPC가 높은 결정도를 갖는 것으로 확인되었다 이러한 방식으로, 공여자 및 수용체 재료는 분리되어 결정 성 구조를 생성하여 하전이 효율적으로 운반되는 이상적인 구조를 만듭니다 이 기술을 사용하여 실시간 바카라 사이트 박막 태양 전지를 제조 한 경우, 발전 효율이 22 배 증가하고 장치 특성의 변화가 감소되었다 (도 3)

이러한 구조를 달성하기위한 원동력은 자기 조립 ((1))을 통한 결정화 ((1)), 이종 에피 택시를 통한 결정화 ((2)에 기여) 및 분자간 상호 작용의 차이 (2) 및 (3)에 기여함으로써 위상 분리 된 구조의 구성을 포함한다 Crystal Growth Technology를 사용하여 공동 증발을 통해 이종 에피 택시를 실현함으로써, 우리는 이전에 불가능했던 벌크 이종 접합 구조의 제어를 달성했으며 이상적으로 구조화 된 전력 층을 구축하고 태양 전지 특성을 성공적으로 개선 할 수있었습니다

미래 개발

지금까지 공동 공적을 사용하여 구조를 제어하는 것은 어려웠지만,이 방법은 구조 제어가 가능하다는 것을 보여 주었으므로 향후 다양한 실시간 바카라 사이트 반도체 재료에 적용함으로써 실시간 바카라 사이트 박막 태양 전지의 효율이 추가로 개선 될 것으로 예상된다 특히, 실시간 바카라 사이트 박막 태양 전지는 중합체 기반 물질을 사용하여 고 효율을 달성하는 경향이 있지만,이 연구 결과를 통해 저 전자 분자 재료를 사용하여 발전 층의 구조를 제어 할 수 있으므로, 중합체 기반 실시간 바카라 사이트 얇은 솔하 세포를 강타하는 고성능 성능을 갖는 고전 분자 실시간 바카라 사이트농 박막 태양 세포를 실현할 수있다

참조 다이어그램

실시간 바카라 사이트농 박막 태양 전지의 발전 층의 전통적인 랜덤 구조 및 이상적인 구조 다이어그램
그림 1 : 실시간 바카라 사이트농 박막 태양 전지의 발전 층의 기존의 무작위 및 이상적인 구조
공동 증발에 의해 생성 된 실시간 바카라 사이트 박막 태양 전지에서 햇빛을 흡수함으로써 생성 된 양전하 및 음전하의 흐름을 보여준다 파란색 사각형 : 양전하 (파란색 화살표)를 운반하는 공여체 재료, 빨간색 원 : 음전하 (빨간색 화살표)를 운반하는 수용체 재료
(a) 기존 방법을 사용하여 생성 된 무작위로 혼합 된 구조 전극으로의 전하 통과는 깔끔하게 연결되지 않으므로 전하 이동은 원활하게 발생하지 않습니다
(b) 원활한 전하 전송을 허용하는 이상적인 구조 전하 경로는 전극으로 깔끔하게지나갑니다

제작 된 발전 레이어의 프로세스 세부 사항 및 구조 다이어그램
그림 2 프로세스 프로세스 세부 사항 및 생산 된 발전 층
(a)이 연구에서 개발 된 프로세스
(b) 공동 증발 필름의 원자력 현미경 이미지 (필름 두께 10 nm) 분자들 사이의 상호 작용은 수행되어 공여자 층 및 수용체 층이 분리되는 위상-분리 된 구조를 달성한다
(c) 형성된 박막의 도식 단면도

기존 방법과 이번에 개발 된 방법을 사용하여 제조 된 태양 전지의 특성 비교 다이어그램
그림 3 기존 방법과 이번에 개발 된 방법을 사용하여 제조 된 태양 전지의 특성 비교
전통적인 방법 (템플릿 층 없음)과 이번에 개발 된 방법 (템플릿 층 포함)을 사용하여 생성 된 실시간 바카라 사이트 박막 태양 전지의 장치 특성 및 구조 템플릿 층을 추가함으로써,도 1에 도시 된 이상적인 구조가 발견되었다 2가 형성되었고, 전환 효율이 크게 향상되었다


용어집

◆ 실시간 바카라 사이트 박막 태양 전지
실시간 바카라 사이트 반도체를 발전 층으로 사용하는 박막 태양 전지의 일반적인 용어 태양 전지는 플라스틱 기판에 제조 될 수 있기 때문에 가볍고 유연하며 비용을 절감 할 것으로 예상되어 차세대 태양 전지로서의 관심을 끌 수 있습니다[참조로 돌아 가기]
◆ 벌크 헤테로 정션
두 가지 유형의 반도체 재료로 구성된 구조 : 공여자 재료 및 수용체 재료 접촉 면적이 클수록 전하 분리가 효율적으로 수행 될 수 있으며 광전류가 클수록 성능이 향상됩니다 현재, 구조는 실시간 바카라 사이트 박막 태양 전지의 주류입니다 공여자 및 수용체 재료는 동시에 가열되고 진공으로 가열되고 승화되어 기질 상에 혼합 필름을 형성한다[참조로 돌아 가기]
◆ III-V 화합물 태양 전지
그룹 III 요소와 GAA와 같은 그룹 V 요소의 조합으로 구성된 화합물 반도체를 사용한 태양 전지 광전자 변환 효율이 높고 우주 태양 전지 등에 사용됩니다[참조로 돌아 가기]
◆ 공동 공화 방법
두 가지 유형의 저 분자 실시간 바카라 사이트 반도체가 진공 상태에서 2 개의 도가니에 배치되고, 가열되고, 동시에 승화되고 증발되어 두 가지 유형의 반도체로 만든 층을 형성하는 방법[참조로 돌아 가기]
◆ Heteroepitaxi
결정을 정렬하여 결정질 물질에서 다른 유형의 재료를 재배하는 방법[참조로 돌아 가기]
◆ 자기 조직
분자가 모여 분자 사이의 상호 작용을 통해 순서가있는 구조 (이 경우 결정 구조)를 형성하는 방법[참조로 돌아 가기]


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