MXene을 양자점 태양전지에 적용하면 효율성과 안정성이 동시에 향상됩니다.

(나노 워크 뉴스) 에너지공학과 최종민 교수 연구팀이 에너지 효율을 획기적으로 향상시킬 수 있는 기술을 개발했다. 양자점 유기용제 분산형을 도입한 태양전지 맥신. 연구 결과는 고급 에너지 재료 (“유기용제 분산성 MXene 통합 콜로이드 양자점 광전지”). MXene의 표면개질에 따른 양자점 태양전지 잉크 유기용매의 분산성 비교. (이미지 : DGIST) 양자점 광전지는 최근 몇 년 동안 급속한 발전 과정을 이루었습니다. 그러나 광흡수 물질과 정공 전달 물질 사이의 에너지 준위가 적절하게 배열되지 않는 에너지 준위 정렬 불량과 표면 균열로 인해 여전히 성능이 제한됩니다. 특히, 에너지 수준의 잘못된 정렬은 전하의 효율적인 추출을 방해하여 광전지의 성능을 크게 저하시킵니다. 이를 해결하기 위해 최 교수팀은 2차원 구조의 MXene을 양자점 태양전지에 적용하는 기술을 개발했다. 유기용매 분산성이 뛰어난 폴리카테콜을 MXene 구조의 표면에 결합시켜 양자점 잉크 공정에 적용할 수 있었습니다. MXene의 도입으로 양자점 필름은 높은 페르미 준위를 형성했고, 양자점의 전하 재배열은 에너지 준위 정렬 불일치 문제를 해결하는 데 성공했다. 또한 2D 구조의 MXene은 소자를 통한 금속 침투를 방지해 전력 변환 효율을 12.8%에서 13.6%로 향상시키고 열적 안정성도 약 30% 향상시킨다. 최 교수는 “이번 연구를 통해 양자점 광전지의 효율을 높이는 방법을 개발했으며, MXene을 차세대 양자점 전자소자에 적용하는 아이디어를 제시했다”고 말했다. 이어 “향후 연구를 통해 양자점 태양전지의 안정성은 물론 효율성까지 향상시킬 수 있는 표면 안정화 기술을 개발할 계획”이라고 밝혔다.

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• 출처: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/newsid=64308.php