보도자료 차세대플렉서블전자기기용유기태양전지개발 - 뛰어난유연성 내구성으로상용화가능성높여 - 기존유기태양전지에사용되는 풀러렌 대신 고분자 를사용해기존보다 60배잘늘어나면서도내구성은 470배이상향상... 효율도상용화근접 글로벌프런티어멀티스케일에너지시스템연구단, 플렉서블 웨어러블전자기기용유기태양전지상용화위해지속적협업연구추진
이자료에대하여더욱자세한내용을원하시면 미래창조과학부이주헌사무관 ( 02-2110-2358) 에게연락주시기바랍니다. 연구결과개요 1. IT..,,..,., PCBM ( ) /,,., / /. / 60 470.
2. N / /. /., PBDTTTPD ( : 22 Kg/mol, : 2.02 ev) P(NDI2HD-T) ( : 48 Kg/mol, : 1.85 ev) / PBDTTTPD/PCBM ( 1 ). N 6.64% PCBM (6.12%) ( 1 ). P(NDI2HD-T) PCBM ( 1 )., PBDTTTPD/P(NDI2HD-T) / PCBM, /. PBDTTTPD/PCBM PBDTTTPD/P(NDI2HD-T)., ( 2 ). PBDTTTPD/P(NDI2HD-T) PCBM. / 60. / 470 / /. PCBM PCBM PCBM. ( 3 ). PBDTTTPD/PCBM PBDTTTPD/P(NDI2HD-T).. / PCBM. /. / /.
3. /.. /,. 연구결과문답
그림설명 < 1> < 2>,, (a),, (b) 1. / / Acceptor Voc (V) Jsc (macm -2 ) FF PCEmax (%) PCBM 0.96 11.17 0.57 6.12 P(NDI2HD-T) 1.06 11.22 0.56 6.64 PCBM P(NDI2HD-T) 6.12% 6.64%. < 3> / / (a) / / - (b) / / (c). /. /.
< 4> / / (a) (b, c) / /. 1.0 mm / /.. (d, e) Scanning Electron Microscope (SEM) 1.0 mm. /. /. 김범준교수 [ 교신저자 ] 이력사항 1. 2. 3. 4. 5.
김택수교수 [ 교신저자 ] 이력사항 1. 2. 3. 4. 5. 김태수박사과정생 [ 제 1 저자 ] 이력사항 1. 2.
글로벌프런티어사업소개 1 사업개요 2 사업운영전략 ( 미래부 )
3 연구추진전략 ( 연구단 ) 참고글로벌프런티어연구단현황 - - - 35 100
멀티스케일에너지시스템연구단소개 연구개념 나노(10-9 m) 에서매크로 (10-3 m 이상 ) 규모까지멀티스케일기반의구조체설계 제작 조립을통해고효율 저가의미래에너지시스템구현 (10-9 m),, (10-6 m) 3 (10-3 m ), 비전및목표
1 연구개요 연구 ( 시장 ) 동향 m 국제에너지기구 (IEA, International Energy Agency) 는에너지수요가 10년부터향후 25년간약 15.7% 증가할것으로전망 - 국내소비에너지의약 97% 의에너지를수입에의존하고있는우리나라의경우에너지문제가향후국가경제성장에걸림돌예상 m 글로벌태양광의설치시장이 2011 년부터 2020 년까지연평균 15.2% 의성장을지속할것으로예상되며, 2020년까지전세계에설치될태양광은누적으로 477GW 에이르는큰시장을형성할것으로전망 (SNE research, 2013) m 태양전지의경제성확보를위한저가, 고효율차세대태양전지시장이급속히확대될전망임. m 연료전지의세계시장은 2010년 1조원에서 2020년 13조원, 2025년 66조원규모로고속성장할것으로전망 ( 후지경제, 2011) m 저가의연료전지생산을위한연구가지속되고있으며미국에너지부 (DOE) 는연료전지전력단가를 2011년 51 $/kw에서 2015년내연기관수준인 30 $/kw를목표로함. m 정부는 14년현재 2.5% 수준의신재생에너지비중을 35년까지 11% 수준으로확대계획발표 (2차에너지기본계획, 14.1) - 원유수입대체효과 36조원, 온실가스감축량 11억톤으로전망 연구필요성 m 현재청정하고안전한신재생에너지가미래에너지문제를해결할수대안임에도불구하고에너지자원기여도가매우낮은이유는고가 저효율에기인한낮은경제성때문임 - 기존기술의연장선상에서는획기적인고효율, 저가신재생에너지원천기술을확보할수없으므로이를극복할수있는패러다임전환용신기술개발이필요함 m 멀티스케일에너지시스템기술개발은가까운미래뿐만아니라먼미래에서도지구의온난화를줄일수있는근본적인대안기술임 - 정부는 신에너지및재생에너지개발 이용 보급촉진법 ( 09.5.21) 을제정하여에너지원을다양화하고에너지의안정적인공급, 에너지구조의친환경적인전환및온실가스배출의저감을추진하고있으며, 본사업은이러한취지를바탕으로차세대에너지기술발굴을위한원천기술연구개발사업임 m 현재신재생에너지자원개발의어려움은글로벌수준의문제이며우리가지금의문제를선제적으로해결할수있다면, 원천기술확보를통하여얼마든지세계신규시장을창출할수있으며, 대한민국이고효율청정에너지선진국으로도약할수있는절호의기회임.
연구목표 연구내용 m 전체연계도
m 과제간연계 융합 Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ 핵심 1 멀티스케일아키텍쳐링기술 연구필요성 연구목표 초고효율에너지변환 / 수집용멀티스케일 3 차원아키텍쳐링기술개발 연구내용 ( 세부과제 ) 초고효율에너지변환용삼차원멀티구조체병렬조립 3차원멀티구조체의계면제어기술 다층대면적멀티스케일나노구조공정기술개발 집중형실험실구축및융합연구
초고효율에너지변환용삼차원멀티구조체병렬조립 3 차원멀티스케일의계면제어기술 다층대면적화멀티스케일나노구조공정기술개발 집중형실험실구축및융합연구 핵심 2 광에너지융합시스템기술 연구필요성 연구목표 초고효율초저가멀티스케일광에너지융합시스템개발 연구내용 ( 세부과제 ) 식물양자에너지모방광에너지변환기술 핫캐리어생성및수집제어기술 삼차원멀티스케일광에너지기술 멀티스케일플라즈모닉광에너지기술 전하수집제어및극대화기술 에너지전달및엑시톤동역학분석연구
식물양자에너지모방광에너지변환기술 핫캐리어생성및수집제어기술 3 차원멀티스케일광에너지기술 멀티스케일플라즈모닉태양전지 전하수집제어및극대화기술 에너지전달및엑시톤동역학분석연구 핵심 3 분자에너지융합시스템기술 연구필요성 연구목표 초고효율초저가멀티스케일분자에너지융합시스템개발 연구내용 ( 세부과제 ) 삼차원멀티스케일분자에너지변환기술 다차원나노구조연료전지용막-전극접합체기술개발 신개념유무기분자에너지하이브리드기술 전기화학촉매를위한기초전기화학연구 분자에너지시스템열화및안정성연구 ( 신규공모과제선정예정 ) 분자에너지전달분석시뮬레이션연구 ( 신규공모과제선정예정 )
3 차원멀티스케일분자에너지변환기술 다차원나노구조연료전지용막 - 전극접합체기술개발 신개념유무기분자에너지하이브리드기술 전기촉매를위한기초전기화학연구 분자에너지시스템열화및안정성연구 분자에너지전달분석시뮬레이션연구 ( 신규공모과제선정예정 ) ( 신규공모과제선정예정 ) 핵심 4 지능형에너지소재기술 연구필요성 연구목표 초고효율에너지변환 / 수집용지능형소재기술개발 연구내용 ( 세부과제 ) 광산란및밴드갭제어소재개발 이온및전하이동제어소재 지능형다종촉매디자인및합성 나노에어로졸소재기술 고효율, 고안정성유기물질합성기술
광산란및밴드갭제어소재개발 이온및전하이동제어소재 지능형다종촉매디자인및합성 나노에어로졸소재기술 고효율, 고안정성유기태양전지구현기술연구 m 기술트리
단계별목표 m 추진전략 광에너지 융합시스템 연차별목표 m 1 단계 (2 년 ) m 2 단계 (3 년 ) m 3 단계 (4 년 )
기대효과 m 과학기술적성과 - 에너지변환효율을획기적으로증대시키고저가화를달성시켜궁극적으로는화석연료를대체할수있는신개념태양전지및연료전지를포함하는미래에너지시스템을구현 - 멀티스케일에너지시스템기술이라는새로운학문및기술의트렌드를세계적으로정립할수있어우리나라가학문적수월성을가지고세계과학기술을선도할수있음 m 경제적성과 - 2020년이후태양전지및연료전지시장에서차세대미래소자경우 20% 이상점유예상되어년간 4,000억 ~5,000억원국내매출, 45,000억 ~55,000억원수출, 7,000명 ~8,000명일자리창출의경제적파급효과가기대 m 사회적성과 - 우리나라의해외에너지의존도 ( 현재 97%) 를대폭낮출수있을뿐아니라신재생에너지신산업창출을통해국제경쟁력있는미래성장동력확보가기대 2 연구성과 (14 년기준 ) 정량적성과 정성적성과
기업관심도및활동 3 투자현황및계획 ( 안 ) 단위 억원 단계 단계 단계 구분 합계 년 년 년 년 년 년 년 년 년 정부 민간지자체합계