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공업화학 전망, 제15권 제4호, 2012
따른 분자의 배향 제어에 의해 빛 흡수도 증가했다. 이들 상승효과의 결과로, 나노로드 시트를 이용한 새로 운 구조의 태양전지의 효율은 단순 적층형과 비교하여 3배의 값(4.1%)을 나타냈으며 이는 기존 벌크 헤테 로형 태양전지를 뛰어넘는 수치이다.
이 나노로드 시트는 아연Pc 뿐만 아니라 다른 반도체에 적용하더라도 효율이 향상되는 것이 확인되었으 며, 향후 유기 태양전지 전반에 걸친 응용이 기대된다. 본 연구 성과는 미국 화학회지 ｢NANO LETTERS｣
의 온라인 판에 공개될 예정이다.
※ 발표논문 : “Glancing Angle Deposition of Copper Iodide Nanocrystals for Efficient Organic Photo- voltaics”, Ying Zhou, Tetsuya Taima, Tetsuhiko Miyadera, Toshihiro Yamanari, Michinori Kitamura, Kazuhiro Nakatsu, and Yuji Yoshida, Nano Lett., July 16, 2012 DOI: 10.1021/nl301709x
Figure. 개발된 유기박막 태양전지의 디바이스 구조와 나노로드의 비교: (a) CuI 나노로드 시트를 도입한 유기박막 태
양전지의 디바이스 구조, (b) 거친 기판 위에 성장된 CuI 나노로드 및 아연Pc 막의 투과형전자현미경(TEM) 사진, (c) 비교적 매끄러운 기판 위(투명전극 ITO)에 성장된 CuI 나노로드 및 아연 Pc막의 TEM 사진. 거친 기판 위 (b)와 비교 적 매끄러운 기판 위 (c)에서의 CuI 로드의 형상이 다른데, (b)에서는 비스듬히 성장한 기둥 모양이 되어 높은 결정성 으로 성장하고 있음을 알 수 있다.
출 처 : 2012.07.24 JST (http://www.jst.go.jp/pr/announce/20120724/index.html) 작 성 : 소 대 섭(한국과학기술정보연구원)
일본 츠쿠바대학, 탄소나노튜브의 고효율 광전변환 메커니즘 해명
- 빛에 의해 복수의 전자 ․ 정공쌍을 효율적으로 생성하는 메커니즘을 이론적으로 해명 -
일본 과학기술진흥기구(JST) 연구의 일환으로 츠쿠바대학(筑波大學) 오카다 스스무(岡田晋) 교수팀은 차
세대 일렉트로닉스 재료로 주목받는 반도체 단층 탄소나노튜브에 대해, 빛으로부터 전류를 담당하는 전
자·정공쌍(여기자)으로의 변환 프로세스를 상세하게 조사한 결과, 종래의 반도체 재료보다 큰 효율을 나
KIC News, Volume 15, No. 4, 2012
KIC News, Volume 15, No. 4, 2012 31
Figure.
다중 여기자 생성 프로세스.
타내는 변환 기구를 이론적으로 해명하고 지금까지 보고된 실험 결과를 효과적으로 설명하는 데 성공했다.
현재 실용화되어 있는 실리콘 태양전지의 변환 효 율은 33.7%이라는 원리적 상한선이 있어, 새로운 구 조나 새로운 물리원리에 근거하는 차세대 고효율 태 양전지의 연구 개발이 활발히 진행 중에 있다. 그중에 서도 전자의 운동 방향이 한정되어 있는 나노 크기(나 노는 10억분의 1)의 물질(저차원 나노 스케일 물질)을 이용한 다전자·정공쌍(다중 여기자 생성) 생성형 태 양전지는 유력한 차세대 후보로 여겨지고 있다. 하나 의 광자로부터 복수의 여기자를 생성함으로써 높은
광전변환 효율을 기대할 수 있기 때문이다. 실제로 다중 여기자 생성은 0차원 물질인 나노 결정이나 1차원 물질인 탄소나노튜브에 있어 실험적으로 확인되고 있다. 그러나 아직도 그 물리적인 메커니즘은 해명되지 않았기 때문에 실험 결과를 설명할 수 없었다.
본 연구팀은 탄소나노튜브에 있어, 빛에 의해 생성된 여기자가 ‘쿨롱(coulomb) 상호작용’을 통하여 다른 여기자를 효율적으로 생성하는 프로세스에서 고효율 변환이 이루어지는 것을 이론적으로 해명하고, 지금 까지 보고되어 있는 실험 결과를 설명하는 데 성공했다. 이로써 해명되지 않았던 나노 스케일 물질에 있어 서의 다중 여기자 생성의 미시적 메커니즘의 일부가 밝혀졌다.
본 연구 결과는 탄소나노튜브의 광전변환 효율이 본질적으로 대단히 높다는 것을 나타내고 있으며, 향후 나노 스케일 물질을 이용한 고효율 태양전지 개발의 기초 이론으로서 중요한 자료가 될 것으로 기대된다.
본 연구 성과는 미국 학회지 ｢Physical Review Letters｣의 온라인 판에 공개되었다.
※ 발표논문 : “Multiple Exciton Generation by a Single Photon in Single-Walled Carbon Nanotubes”, Satoru Konabe and Susumu Okada, Physical Review Letters, Apr 11, 2012
DOI: 10.1103/PhysRevLett.108.227401
출 처 : 22012.05.21 JST (http://www.jst.go.jp/pr/announce/20120521-5/index.html) 작 성 : 소 대 섭(한국과학기술정보연구원)
일본 NIMS, 뼈의 재생을 촉진하는 복합 다공질 기반 재료 개발 - 생체 내의 세포 미소환경을 모방하여 뼈의 재생 능력을 향상 -
일본 물질재료연구기구(NIMS) 국제 나노아키텍토니스 연구거점 생체조직재생재료그룹은 이화학연구소 (RIKEN) 및 국립성육의료연구센터와 공동으로 뼈의 재생을 촉진하는 복합 다공질 기반 재료를 개발하는 데 성공했다.
부상이나 질병 등에 의해 뼈가 크게 손상된 생긴 경우, 뼈 조직이 갖고 있는 재생·수복 능력에는 한계
가 있기 때문에, 다공질 재료 등의 기반 재료를 이용한 재생 의료가 향후 유망할 것으로 기대된다. 그러나
