Go to menu
Go to contents

발전기금뉴스

  • 기금뉴스
  • GIST 소식
  • 공지사항
  • 갤러리
  • 약정서 다운로드
  • 갤러리
  • 온라인 약정
  • 기부금영수증

home > 발전기금뉴스 > GIST 소식

GIST 소식

발전기금뉴스
고도경 교수팀, 차세대 광전소자의 핵심 구동원리 규명
관리자
작성일2017.12.11 09:12 조회수435

 

□  GIST(광주과학기술원, 총장 문승현) 물리·광과학과 고도경 교수 연구팀페로브스카이트 박막에서 생성된 에너지 운반자(carrier)의 동역학이 박막 제작공정에 의존하여 변화하는 원인을 규명하였다.

□  페로브스카이트(perovskite) 반도체는 용액공정과 같은 저렴하고 간편한 제조공법을 통해 제작할 수 있고, 높은 광흡수성을 지니며 유연성이 있는 재료적 특성을 나타내기 때문에 실리콘 소재를 대체할 수 있는 차세대 박막형 태양전지*로 주목받고 있다.

*박막형 태양전지: 유리나 스테인리스 스틸과 같은 값싼 기판 위에 박막 형태의 반도체를 증착하여 만드는 태양전지로, 미래 태양광발전의 핵심.

□  하지만 기존의 연구에서는 제조공정에 따른 페로브스카이트 박막의 현미경적 미세구조(morphology)변화와 이를 기반으로 한 소자 성능의 제어가 가능함만이 확인되었을 뿐, 실질적으로 페로브스카이트 광전소자의 성능을 결정하는 에너지 운반자*의 생성과 소멸에 관한 연구는 여전히 미비한 편이다. 또한 광전소자에서 에너지 운반자 거동의 시간규모는 현재 가지고 있는 어떠한 전자적인 방법으로도 밝혀내기 힘들만큼 빠른 수준으로 알려져 있다.

 * 에너지 운반자: 물질 내에서 에너지를 운반하는 자유 입자. 반도체에서 생성되는 전자와 정공(hole)과 같이 전하를 운반하는 입자가 그 대표적인 예.

□  연구팀은 펨토초(femtosecond, 1000조분의 1) 레이저 기반의 광학적인 시간분해기술 중 하나인 펨토초 순간흡수분광법를 도입하여, 다양한 합성공정법을 이용해 제작한 페로브스카이트 박막들에서 나타나는 에너지 운반자 거동의 시간스케일을 측정하였다.

   ∘ 페로브스카이트 박막의 미세구조를 이루는 결정 그레인(crystal grain)크기, 균일성, 결함 등이 특정 광여기(photo excitation) 조건에서의 -캐리어(hot-carrier)*생성과 이완(relaxation) 그리고 재결합(recombination) 양상에 직접적인 영향을 주는 것이 확인되었다.

 * -캐리어: 반도체 물질의 밴드갭(band-gap) 보다 큰 에너지를 반도체 물질이 흡수하였을 때 순간적으로 생성되는 에너지 운반자.

   ∘ 높은 에너지를 지닌 핫-캐리어를 추출해내면 태양전지 소자의 에너지 손실을 줄일 수 있다고 알려져 있는데, 그러기 위해서는 핫-캐리어의 지속시간을 증대하는 등의 동역학적 제어가 필요하다. 이번 연구 결과에서는 페로브스카이트 그레인의 크기가 큰 경우 핫-캐리어의 지속시간이 증대됨을 관측하였고, 이는 페로브스카이트 미세구조의 제어를 통해 광전소자의 성능을 조절할 수 있다는 실험적 근거가 될 수 있다.

□   고도경 교수이번 연구를 통해 페로스카이트 소재에서 일어나는 에너지 운반자의 초고속 거동의 근원을 규명한 것이라며 특히 페로브스카이트 광전소자의 에너지 변환효율 증대를 위한 최적의 구조를 예측하는데 기여할 것으로 기대된다.”고 밝혔다.

□   이번 연구는 한국연구재단의 방사선기술개발사업과 선도연구센터사업(SRC), 그리고 광주과학기술원 극초단 광양자빔 활용사업의 지원으로 수행되었으며, 연구 결과는 네이처 출판 그룹(Nature Publishing Group) 발행 저널인 사이언티픽 리포츠(Scientific Reports)지에 1128일자로 게재되었다. <>

 

번호 제목 이름 등록일
48 2018년 하반기 학위수여식 개최 - GIST대학 출신 첫 박사 탄생 관리자 2018.08.17
47 GIST 학생 국제봉사단 교육봉사 재능기부, GIST가 바꿔 놓은 몰도바의 여름 풍경 관리자 2018.08.08
46 GIST 사회공헌의 시작, 라오스에서 빛나다 관리자 2018.07.26
45 GIST, 로이터 선정 2018 아시아 최고 혁신대학 Top 75 선정 관리자 2018.07.25
44 김준하 교수, 재능기부를 통한 환경 리더 양성 관리자 2018.07.24
43 GIST 사회공헌단, GSOP(GIST Science Outreach Program) 여름캠프 개최 관리자 2018.07.24
42 GIST 국제환경연구소, 기후기술 혁신 성과 공유를 위한 무동력 정수장치‘GIST 희망정수기’소개 관리자 2018.07.19
41 이상한 교수 연구팀, 나노입자 및 나노막대를 동시 적용한 고효율 수소 생산용 광전극 제작 관리자 2018.07.16
40 문봉진 교수 공동연구팀, 합금 촉매의 화학반응 실시간 관찰 성공 관리자 2018.07.16
39 다런 윌리엄스 교수 연구팀, 암 전이 촉진하는 세포 간 핵심신호 규명(한국연구재단) 관리자 2018.07.12
38 신소재 이재영 교수 연구팀, 피부조직 깊숙한 곳까지 침투해 원격으로 제어 가능한 하이드로젤 제조 시스템 개발 관리자 2018.07.10
37 김태영 교수 연구팀, 질량분석 기반 고효율의 지질 체내 회전율 분석 개발 관리자 2018.07.04
36 이용구 교수 공동연구팀, 자율주행자동차 연구를 위한 딥러닝 연구 개발 관리자 2018.07.04
35 이윤호 교수 공동 연구팀, 신개념의 철산화제(페레이트)를 이용한 친환경·고효율 수처리 기술 개발 관리자 2018.06.21
34 김재관 교수 연구팀, 근적외선 분광기법을 통한 마취 중 뇌 혈류역학 및 의식 상태 변화 모니터링 관리자 2018.06.21
33 왕세명 교수 공동 연구팀, 반사 없이 음파 투과하는 제로 굴절률 메타물질 개발 관리자 2018.06.21
32 고흥조 교수 연구팀, 맹점 없는 전방향 이미지센서 개발(한국연구재단) 관리자 2018.06.21
31 이상한 교수 연구팀, 광전극 결정 방향 제어로 고효율 친환경 수소생산 관리자 2018.06.18
30 박성규 교수 공동 연구팀, 간암 악화 메카니즘 규명- ‘체내 활성산소’ 간암 악화 핵심 요인 입증 관리자 2018.06.14
29 이광희 교수 연구팀, 에너지 전환효율 및 재현성이 우수한 차세대 태양전지 개발 관리자 2018.06.14

상단으로 올라가기