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2025년 12월 3일 (수) 23:35 판

프로젝트 개요

기술개발 과제

국문 : 혼합 양이온 페로브스카이트 양자점 합성을 기반으로 한 태양 전지의 제작 및 효율 평가 영문 : Fabrication and Efficiency Evaluation of Solar Cells based on Mixed Cation Perovskite Quantum Dots Synthesized

과제 팀명

PQD

지도교수

김민 교수님

개발기간

2025년 9월 ~ 2025년 12월 (총 4개월)

구성원 소개

서울시립대학교 화학공학과 2022340051 유미(팀장)

서울시립대학교 화학공학과 2018340042 정재환

서울시립대학교 화학공학과 2020340048 최현준

서론

개발 과제의 개요

개발 과제 요약

◇ 본 개발 과제는 합성에 참여하는 A-site cation 조성 변조, P-O 결합을 보유한 리간드 투입을 통해 보다 안정성과 효율이 높은 페로브스카이트를 합성하여 태양전지에 적용하는 것을 목표로 하고 있다.

◇ 본 과제에서는 Cs에 FA(Formamidine)가 혼합된 유무기 페로브스카이트 QD를 합성함으로써 페로브스카이트 자체의 안정성과 이를 적용한 태양전지의 효율을 높이고자 한다.

◇ 이때 P-O 결합을 지닌 리간드를 도입함으로써 페로브스카이트 QD의 표면 안정성을 향상시켜 보다 확실한 안정성을 확보한다.

◇ 최종적으로는 합성한 페로브스카이트 QD를 이용하여 태양전지를 만들고 만들어진 태양전지의 전기적 성능을 점검하고자 한다.

개발 과제의 배경

◇ 페로브스카이트 QD(Perovskite quantum dot)은 뛰어난 광흡수 능력, 조절 가능한 밴드갭, 양자 구속 효과로 인해 광전자 소자 응용 등 많은 연구가 활발히 진행 중에 있다.

◇ 또한 페로브스카이트 QD는 차세대 태양전지 소재로써도 주목을 받고 있으나 수분, 산소 등에 취약한 안정성이 실용화를 제한하는 걸림돌이 되고 있다.

◇ 본 과제에서는 유기/무기 페로브스카이트 QD를 합성하고 동시에 QD 표면 안정성을 향상시킬 리간드를 도입함으로써 높은 효율과 높은 안정성을 모두 확보하고자 한다.

◇ 나아가 다양한 기판에서의 적용 가능성 또한 확보함으로써 상용화를 위한 기반 기술의 토대를 마련할 수 있을 것이다.

개발 과제의 목표 및 내용

◇ 본 과제에서는 Hot-injection 방법으로 합성한 CsPbI3에서 Cs 양이온을 FA 양이온으로 치환하는 방법을 통해 유기/무기 혼합 페로브스카이트 QD를 제작하고 이를 기반으로 하는 고효율 태양전지를 개발하는 것을 목표로 한다.

◇ 페로브스카이트 QD의 A-site cation으로 Cs와 FA를 모두 사용하며, 양이온 치환 방식을 다양하게 변주함으로써 가장 우수한 페로브스카이트 QD 합성 조건을 모색하고자 한다.

◇ 위에서 합성된 페로브스카이트의 QD에 P-O 작용기를 통해 강한 배위결합을 형성할 수 있는 리간드 Triphenylphosphine oxide(TPPO)를 도입하여 기존보다 우수한 안정성을 갖는 페로브스카이트 QD를 달성한다. 합성된 결과물은 UV-Vis spectroscopy, PL spectroscopy 등 다양한 분석을 통해 합성 상태를 확인한다.

◇ 최종적으로는 본 과제에서 달성한 새로운 페로브스카이트 QD로 안정하면서 효율이 높은 태양전지를 개발하고자 한다. 이렇게 제작된 태양전지는 J-V curve 분석으로 성능과 효율을 측정한다.

내용

구성원 및 추진체계

내용

설계

설계사양

제품의 요구사항

내용

설계 사양

내용

개념설계안

내용

이론적 계산 및 시뮬레이션

내용

상세설계 내용

내용

결과 및 평가

완료 작품의 소개

프로토타입 사진 혹은 작동 장면

내용

포스터

내용

완료작품의 평가

내용

향후계획

내용

특허 출원 내용

내용

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 ====개발 과제의 목표 및 내용====
-내용
+◇ 본 과제에서는 Hot-injection 방법으로 합성한 CsPbI3에서 Cs 양이온을 FA 양이온으로 치환하는 방법을 통해 유기/무기 혼합 페로브스카이트 QD를 제작하고 이를 기반으로 하는 고효율 태양전지를 개발하는 것을 목표로 한다.
+◇ 페로브스카이트 QD의 A-site cation으로 Cs와 FA를 모두 사용하며, 양이온 치환 방식을 다양하게 변주함으로써 가장 우수한 페로브스카이트 QD 합성 조건을 모색하고자 한다.
+◇ 위에서 합성된 페로브스카이트의 QD에 P-O 작용기를 통해 강한 배위결합을 형성할 수 있는 리간드 Triphenylphosphine oxide(TPPO)를 도입하여 기존보다 우수한 안정성을 갖는 페로브스카이트 QD를 달성한다. 합성된 결과물은 UV-Vis spectroscopy, PL spectroscopy 등 다양한 분석을 통해 합성 상태를 확인한다.
+◇ 최종적으로는 본 과제에서 달성한 새로운 페로브스카이트 QD로 안정하면서 효율이 높은 태양전지를 개발하고자 한다. 이렇게 제작된 태양전지는 J-V curve 분석으로 성능과 효율을 측정한다.
 ===관련 기술의 현황===