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태양전지 성능 높이는 초미세 소재 대량 합성 성공 / 김재혁(일반대학원 화학과 석사과정) 학생

작성자 정이슬
작성일 26.07.14
조회수 496

국민대학교(총장 정승렬) 화학과 김영훈 교수 연구팀 김재혁 석사과정생이 국민대 화학과 김형민 교수 연구팀, 대구경북과학기술원(DGIST) 에너지공학과 최종민 교수 연구팀과 공동 연구를 통해 고균일 페로브스카이트 양자점을 대량 합성하는 기술을 개발했다.

이번 연구 결과는 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 등급 상위 5.7%에 해당하는 저명한 국제학술지다.

페로브스카이트 양자점은 우수한 광학·전기적 특성을 바탕으로 차세대 태양전지의 핵심 소재로 주목받고 있다. 그러나 기존 합성법은 반응 속도가 매우 빨라 합성 규모를 확대할수록 입자의 크기와 품질이 불균일해지는 한계가 있었다. 이에 따라 고품질 양자점을 안정적으로 대량 생산하고 이를 고효율 태양전지에 적용하는 데 어려움이 있었다.

연구팀은 이러한 문제를 극복하기 위해 전구체의 확산 속도를 정밀하게 조절하여 핵생성과 결정 성장단계를 분리·제어하는 전구체 확산 제어 기반의 고균일 대량 합성법을 개발했다. 제안된 합성법을 통해 대량 합성 기반 소자에서도 15%를 넘는 광전변환효율을 입증하며 산업적 규모의 제조 가능성을 획기적으로 높였다.

이번 연구에는 국민대 화학과 김재혁 석사과정생(지도교수 김영훈)이 공동 제1저자로 참여하여 그 의미를 더했다. 김재혁 학생은 지난 2025년 SCI급 국제학술지 ‘Nano Research(IF=9.0, JCR 상위 13%)’에 단독 제1저자로 논문을 게재한 데 이어, 에너지 분야 최우수 국제학술지에 연이어 논문을 발표하는 쾌거를 이뤘다. 또한 한국고분자학회 우수논문발표상을 수상하는 등 소재·에너지 분야에서 연구 역량을 이어가고 있다.

한편, 본 연구는 국민대 화학과 김재혁 석사과정생, 김지건 박사, DGIST 한상훈 박사가 공동 제1저자로, 국민대 김형민·김영훈 교수와 DGIST 최종민 교수가 공동 교신저자로 참여했다.