국민대·DGIST 공동연구 성과, 국제학술지 ‘ACS Energy Letters’ 게재
국민대학교(총장 정승렬) 화학과 김영훈 교수 연구팀은 김재혁 석사과정생이 대구경북과학기술원(DGIST) 에너지공학과 최종민 교수 연구팀과 공동으로 고균일 페로브스카이트 양자점을 대량 합성하는 기술을 개발했다고 밝혔다.
이번 연구 성과는 에너지 분야 국제학술지 'ACS Energy Letters'에 'Precursor Diffusion-Controlled Scalable Synthesis of Monodisperse Iodide Perovskite Quantum Dots for Photovoltaics'라는 제목으로 게재됐다. 해당 학술지는 피인용지수(Impact Factor) 17.5, JCR 상위 5.7%에 해당하는 에너지 분야 권위 있는 국제학술지다.
페로브스카이트 양자점은 우수한 광학·전기적 특성을 바탕으로 차세대 태양전지 핵심 소재로 주목받고 있다. 하지만 기존 합성 방식은 반응 속도가 매우 빨라 생산 규모가 커질수록 입자 크기와 품질이 불균일해지는 한계가 있어 고품질 양자점의 대량 생산과 상용화에 어려움이 있었다.
연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 전구체의 확산 속도를 정밀하게 제어하는 새로운 합성 기술을 개발했다. 핵 생성과 결정 성장 단계를 분리·제어하는 전구체 확산 제어 기반 합성법을 적용해 입자 균일성을 높였으며 대량 생산 환경에서도 안정적 품질을 확보했다.
해당 기술을 적용한 대면적 소자에서 광전변환효율 15% 이상을 구현해 산업적 규모의 제조 가능성을 높였으며 차세대 고효율 태양전지 상용화 기반을 마련했다.
이번 연구에는 국민대학교 화학과 김재혁 석사과정생(지도교수 김영훈)이 공동 제1저자로 참여했다. 김재혁 학생은 지난해 SCI급 국제학술지 'Nano Research'에 단독 제1저자로 논문을 게재한 데 이어 이번 연구를 통해 에너지 분야 최상위 국제학술지에 연속으로 연구 성과를 발표했다. 또 한국고분자학회 우수논문발표상을 수상하는 등 소재·에너지 분야 연구 역량을 인정받고 있다.
이번 논문은 국민대학교 김재혁 석사과정생과 김지건 박사, DGIST 한상훈 박사가 공동 제1저자로 참여했으며 국민대학교 김형민·김영훈 교수와 DGIST 최종민 교수가 공동 교신저자로 연구를 수행했다.
권상희 기자 shkwon@etnews.com
