[전주KBS] 보도특집 "탄소의 진화, 세계 전초기지를 꿈꾸다"

 

탄소소재는 과거 철강이 이루어낸 산업화의 역사를 새로 쓰기 위한 꿈의 소재라고 불리워지고 있습니다. 이러한 탄소소재 시장과 기술을 선점하기 위해 각국에서는 많은 노력을 기울이고 있는데요. KIST 전북분원에서도 소재 연구개발에 총력을 기울이고 있습니다. 이러한 내용이 KBS 보도특집으로 방영되어 공유드립니다. 아래 링크에서 그 내용 확인해보세요 ^^

 

[KBS 방송보기]

 

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- 용액분산 그래핀*을 통한 태양전지 결정도 제어 및 성능/안정성 향상
- 저비용/고효율의 대면적 유연 페로브스카이트 태양전지 구현   
  *용액분산 그래핀 : 용액공정을 통한 대량생산과 다양한 성능 조절 및 개선이 용이한 그래핀

 

유·무기 복합 페로브스카이트는 금속, 유기물, 할로겐족(불소, 염소, 브롬 등)이 결합되어 화합물결정구조를 형성한 물질로서 높은 광흡수성과 우수한 전하 이동능력을 기반으로 태양전지의 높은 광전변환효율*을 구현할 수 있는 차세대 소재로 급격하게 부상하고 있다. 또한, 실리콘 등의 기존 무기태양전지에 비해 물질 원가가 매우 저렴하고 용액공정이 가능하다는 장점이 있어, 페로브스카이트 태양전지는 단기간 안에 상업화가 가능할 것으로 전망되고 있다.
*광전변환효율 : 광 에너지를 전기 에너지로 변환되는 효율

 

한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 전북분원(분원장 김준경) 복합소재기술연구소 탄소융합소재연구센터 조한익 박사, 광주과학기술원 신소재공학부 김동유 교수 공동연구팀은 저가소재인 용액분산 그래핀을 이용하여, 고효율의 대면적 유연 페로브스카이트 태양전지를 제작하는데 성공했다. 지금까지 페로브스카이트 태양전지는 많은 가능성을 보였으나, 성능 향상을 위해 계면층으로 삽입되고 있는 전도성 고분자(PEDOT:PSS)의 높은 산성과 흡습성이 페로브스카이트 태양전지의 수명을 단축시키는 단점과 고효율 소자 제작과 기초 구동원리 연구에만 집중되어 있고, 대면적-대량생산 등 상용화를 위한 연구는 초기 단계에 머무르고 있었다. 본 연구팀은 새로운 계면층으로 전기적 전도성, 기계적 유연성, 화학적 안정성을 겸비한 용액분산 그래핀을 도입하여, 기존 전도성 고분자(PEDOT:PSS) 기반 소자 대비 약 40% 가량 높은 광전변환효율과 약 3배 높은 소자 수명을 구현하였다. 또한, 기존 전도성 고분자(PEDOT:PSS) 대비, 용액분산 그래핀을 기반한 페로브스카이트 박막은 결정의 방향성 및 결정도가 획기적으로 향상된다는 것을 발견하였다. 이는 그래핀 자체의 우수한 특성 외에, 그래핀과 페로브스카이트의 상호작용이 페로브스카이트 결정 특성 및 전반적인 소자 성능/안정성에 영향을 미친다는 것을 밝혀낸 것이다. 연구팀은 더 나아가, 용액분산 그래핀을 활용하여 페로브스카이트 태양전지 소자 제작에 필요한 모든 세부 조건들을 간단한 용액 공정에 그대로 적용해, 기존 연구용 소자(0.05cm2)보다 200배 큰 10cm2의 대면적 유연(Flexible) 페로브스카이트 태양전지 모듈을 구현하였다.

 

KIST 탄소융합소재연구센터 조한익 박사는 “용액분산 그래핀의 대면적 소자 응용의 첫 성공사례”라며, “이를 통한 저비용/고효율의 대면적 유연 페로브스카이트 태양전지 구현은 페로브스카이트 태양전지의 상용화를 앞당기는 중요한 초석이 될 것으로 생각한다”고 밝혔다.

본 연구는 미래창조과학부(장관, 최양희)지원으로 KIST 기관고유사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 Elsevier에서 발간하는 나노에너지(Nano Energy, IF: 11.553)에 11월 1일자 온라인 게재되었다. 논문의 제1저자는 박사후 연구원인 여준석 박사이며, 광주과학기술원(김동유 교수)과의 공동연구 결과이다.

 * (논문명) ‘Reduced Graphene Oxide-Assisted Crystallization of Perovskite via Solution-Process for Efficient and

               Stable Planar Solar Cells with Module-Scales’
      - (제1저자) 여준석 박사후 연구원
      - (공동교신저자) 한국과학기술연구원 전북분원 조한익 박사
                            광주과학기술원 신소재공학부 김동유 교수

 

[언론사별 보도 현황이 궁금하시다면 아래 언론사명을 클릭하세요]

아주경제 

디지털타임스 

연합뉴스 

머니투데이 

대덕넷 

 

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전북 자동차산업 제2의 중흥기 이끈다

 

이번 기사는 전라북도 자동차융합기술원이 미래형 상용차 글로벌 전진기지로 발돋움 하기 위한 노력을 소개하고 있습니다. 혼자서는 어려울 수도 있는 이 길을 헤쳐나가기 위해 스마트 융합 얼라이언스를 결성하였는데요. 여기에는  KIST 전북분원이 참여하고 있습니다. 어떤 내용인지 아래 기사에서 확인해 보세요~

 

[전라일보 기사보기]

 

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사람의 피부상처 아물듯이…

원전-터널 균열 부위가 저절로 메워진다면

 

최근 건축 등 다양한 분야의 소재에 있어 자가치유 물질이 많이 개발되고 있습니다. 특히 터널이나 대형 건물의 균열은 매일매일 많은 대중들이 이용하는 장소이다 보니 안전에 심각한 위협이 될 수 밖에 없습니다. 하지만 자가치유소재를 활용한 건축물은 이러한 위험을 상당히 감소시켜줄 것으로 기대되는데요 KIST전북분원의 안석훈 박사님이 이에 대한 의견을 주셨습니다. 아래의 동아일보 기사에서 한 번 확인해보세요.

[동아일보 기사보기]

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탄소밸리 구축사업 성과 한눈에

 

KIST 전북분원 복합소재기술연구소는 복합소재분야의 원천소재개발과 기업지원, 인력 육성의 기능을 수행하고 있습니다. 특히 탄소관련 소재에 대한 연구가 많이 이루어지고 있습니다. 얼마전 탄소복합체 미래기술 발전 방향 모색을 위한 국제 콘퍼런스가 개최되어 소식 알려드립니다.

 

[브레이크뉴스 기사보기]

 

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[과학산책]탄소복합재료로 우주산업시대를 연다

 

KIST전북분원의 김준경분원장님 기고문입니다. 우주산업시대를 대비하여 산업화의 쌀과도 같은 탄소복합재료에 대한 의견, 아래 링크에서 확인해보세요

 

[전자신문 기사보기] 

 

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