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양자점잉크 신소재를 활용한 고효율 태양전지소자 개발 / 장성연(응용화학과)교수 연구팀

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좌) Havid Aqoma(대학원 화학과 석박통합과정) 학생, 우) 장성연(대학원 응용화학과) 교수

국민대학교 응용화학과 장성연 교수 연구팀이 양자점잉크 신소재를 개발하고 이를 이용하여 고효율 박막태양전지를 제조하는 기술을 개발하였다. 

기존의 양자점 태양전지의 경우, 양자점 광활성층을 제조하기 위해 필름상태에서 반복적으로 리간드를 치환하는 다층적층법을 활용해 왔다. 이러한 기존의 방법은 박막형성 공정을 복잡하게 하여 상용화를 저해하는 요소인 동시에 광활성층내에 전하이동을 저하하는 결함으로 작용하여 태양전지 소자의 효율을 감소시키는 요인으로 작용해 왔다. 장성연 교수 연구팀이 개발하여 활용하고 있는 상전이 치환법은 양자점 표면의 화학특성을 제어함으로써 유기용매에 용해도가 높은 n형과 p형 양자점 잉크를 제조할 수 있는 새로운 기술이다. 이러한 양자점 소재를 활용함으로써 소자생산공정에서 상용적 공정법을 이용하여 고효율 태양전지 소자를 제조하는 것이 가능해졌다. 이 기술은 기존의 양자점 태양전지소자의 공정을 획기적으로 개선하여 향후 flexible/wearable 태양전지소자의 상용화에 기여할 수 있을 것으로 학계의 주목을 받고 있다. 해당 연구결과는 화학과 석박사통합과정 대학원생 Havid Aqoma 학생이 제1저자로 장성연 교수가 교신저자로 SCI 상위 0.3% 이내 저널인 Energy & Environmental Science (IF 29.15) 2018년 6월호에 게재되었다 (DOI: 10.1039/ c8ee00278a). 

본 연구는 BK21 플러스 사업(한국연구재단), 중견연구지원사업(한국연구재단) 및 공학분야 선도연구센터(ERC)사업(한국연구재단)의 지원으로 이루어졌으며, Havid 학생은 3년 동안 본교 해외우수연구인력 유치지원 사업의 지원을 받았다.

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