Emerging solar cells are attracting attention as a new alternative energy source, paying attention to their advantages such as light weight, flexibility and low cost. In recent years, their fields have moved to company which produce real products beyond the school or research institute, further raising the expectation for emerging solar cells. However, compared to conventional solar cells, low efficiency and stability still remain to be solved. In this thesis, I showed the design and fabrication results of tandem structure for fabricating high efficiency organic solar cell by utilizing doping technology of organic semiconductors. In addition, the stability of the quantum dot solar cell device can be greatly improved by using a small molecular thin film that is strong against oxygen and moisture. Furthermore, in order to take advantage of the flexibility of emerging solar cells, organic solar cells were fabricated using silver nanowire and graphene as transparent electrodes instead of conventional rigid indium tin oxide (ITO), and it was shown that ITO can be effectively replaced. These results are expected to further develop in the near future and will soon be able to see emerging solar cells around us, easily.
차세대 태양전지는 가벼운 무게, 유연성, 저렴한 가격 등의 장점들에 주목하여 새로운 대체 에너지원으로 주목을 받고 있다. 최근에는 학교나 연구소에서 벗어나 실제 제품을 생산하는 회사까지 영역을 넓혀 차세대 태양전지에 대한 기대감을 더욱 고조시키고 있다. 하지만 여전히 기존의 태양전지들과 비교하여 낮은 효율과 안정성은 반드시 해결되어야 할 숙제로 남아있다. 본 학위 논문에서는 유기반도체 도핑 기술을 활용하여 고효율 유기태양전지소자를 제작하기 위한 탠덤구조의 설계 및 제작 결과를 보여주었다. 더불어 산소와 수분에 강한 단분자 박막을 이용하여 양자점 태양전지소자의 안정성 또한 크게 향상시킬 수 있음을 보여주었다. 추가적으로 차세대 태양전지의 장점인 유연성을 살리기 위하여 기존의 뻣뻣한 ITO를 대체하기 위해 은나노선과 그래핀을 각각 투명전극으로 활용하여 유기태양전지를 제작하였고 효과적으로 ITO를 대체할 수 있음을 확인하였다. 이러한 결과들을 통해 차세대 태양전지가 더욱 발전하여 곧 우리 주변에서 쉽게 그 모습을 볼 수 있길 바란다.
