차세대 태양전지 및 광전소자 기술

본 연구실은 고효율, 저비용, 유연성을 갖는 차세대 태양전지 및 광전소자 개발에 주력하고 있습니다. 특히 안티모니 칼코젠, CIGS, CZTS, 그리고 페로브스카이트와 같은 다양한 화합물 반도체 기반의 박막 태양전지 재료 및 소자를 심층적으로 연구합니다. 나노스케일에서의 표면 및 계면 특성 분석을 통해 캐리어 수송 메커니즘을 명확히 규명하고, 이를 기반으로 소자의 성능과 효율을 극대화하는 방안을 모색하고 있습니다. 최근 연구에서는 페로브스카이트 태양전지 분야에서 국내 최고 수준인 24.38%의 효율을 달성하고 2,000시간 이상 92%의 초기 성능을 유지하는 안정성을 입증하여, 세계적 권위의 학술지에 게재하는 등 탁월한 성과를 보였습니다. 이러한 연구는 무탄소 에너지 변환 기술의 혁신을 이끌어 지속 가능한 미래 사회 구축에 핵심적인 역할을 할 것입니다.

2차원 및 양자 물질 기반 나노소자 응용

본 연구실은 2차원 물질 및 양자 물질의 독특한 물리적 특성을 활용하여 차세대 나노소자 개발을 선도하고 있습니다. MoS2와 같은 2차원 전이금속 칼코젠 화합물과 강유전체 산화물 간의 이종접합 구조에서 나타나는 분극 반전 특성 연구를 통해 새로운 멀티스테이트 뉴로모픽 소자 개발 가능성을 탐구하고 있습니다. 또한, 양자 물질의 특성을 이용한 혁신적인 소자 설계 및 기능 구현에 집중하며, 이종접합 광전 디바이스로의 응용 연구를 활발히 진행하고 있습니다. 이러한 연구는 기존 전자 소자의 한계를 뛰어넘어 고성능, 저전력, 다기능을 겸비한 차세대 정보통신 소자 구현의 기반을 마련하고 있습니다. 특히 외부 자극에 의해 물성이 정밀하게 제어되는 능동형 나노소자 개발을 목표로 기초 물리 연구부터 실제 소자 구현에 이르는 전 과정을 아우르고 있습니다.

에너지 소재 및 기술사업화 전략

본 연구실은 신재생에너지 분야의 핵심 소재 개발뿐만 아니라, 연구 성과의 성공적인 기술사업화 전략 수립에도 깊이 관여하고 있습니다. 고효율 박막 태양전지 소재와 같은 에너지 변환 효율을 극대화하는 신소재 개발에 집중하며, 이를 실제 산업에 적용하기 위한 공정 기술 연구를 병행합니다. 또한, 이화여자대학교 산학협력단장 및 신재생에너지연구센터장으로서 국내외 공동연구 네트워크를 구축하고, 대학의 우수한 연구 성과와 특허가 실질적인 기술이전 및 창업으로 이어지도록 지원하고 있습니다. '이화 밸류업' 기술사업화 지원 프로그램을 통해 시제품 제작 및 글로벌 기술 마케팅을 지원하며, 2024년 공공연구기관 IP 창출·활용 우수기관으로 선정되어 특허청장상을 수상하는 등 실질적인 기술사업화 역량을 입증했습니다. 이러한 노력은 연구가 단순히 학문적 성과에 그치지 않고 사회적, 경제적 가치로 전환되는 선순환 구조를 구축하는 데 기여하고 있습니다.