유기물 또는 금속 (A)과 금속 (B), 할로겐 원소 (X)가 결합된 결정 구조를 가진 차세대 광전소자 (ABX₃),  페로브스카이트(Perovskite).
높은 흡수계수, 긴 전하확산거리, 큰 이동도라는 우수한 전하수송 특성을 가졌습니다.

페로브스카이트(Perovskite)는 용액으로 바르거나, 인쇄하는 용액 공정(Solution process), 반도체 공정의 기상 증착(Vapor deposition) 등의 다양하고 간단한 공정으로 제조가 가능하며, Direct Bandgap을 가진 페로브스카이트는 빛을 흡수하는 능력이 실리콘보다 압도적으로 좋기 때문에 얇은 두께로 초박막화 및 경량화가 가능하고, 딱딱한 유리판 형태를 벗어날 수 있어, Flexible & Wearable & BIPV까지 넓은 응용성을 가집니다. 게다가 실리콘의 밴드갭(1.12eV)이 물리적으로 거의 고정되어 있는 것과 달리, 페로브스카이트는 조성을 조금 바꾸는 것만으로도 전지가 흡수하는 빛의 영역대(밴드갭)를 자유자재로 조절할 수 있습니다. (1.2eV~2.3eV 사이를 자유롭게 조절 가능함.)

실리콘 태양전지는 Indirect Bandgap 특성 상 빛을 흡수하는 효율이 낮아 두꺼운 두께를 요구하며, 무겁고 깨지기 쉬우며, 실리콘을 정제하고 결정화하는 데는 초고온 공정이 필수적입니다. 현재 단일 접합 실리콘 태양전지의 이론적 한계 효율(Shockley-Queisser Limit)에 도달하고 있어, 탠덤(Tandem) 구조로 돌파해야 하는 시기입니다. 

실리콘 위에 페로브스카이트를 얹은 '실리콘-페로브스카이트 탠덤셀'에 대한 관심이 많아지고 있으며, 더해서 페로브스카이트로만 구성된 '페로브스카이트-페로브스카이트 탠덤셀'에 대한 연구가 진행되고 있습니다. 페로브스카이트는 자유로운 밴드갭 특성 덕분에 여러 탠덤 구조가 가능한 확장성을 갖춘 소재로, 탠덤 기술의 중심에 있습니다. 

"페로브스카이트가 그리는 새로운 에너지 세상. 실리콘의 한계를 넘어, 차세대 태양광의 표준을 세웁니다."

"최고 효율을 향한 도전, 초고효율 페로브스카이트 태양전지 연구의 중심."

Redefining the Efficiency: The Next Era of Photovoltaics.

Beyond Silicon: Pioneering High-Performance Perovskite Solar Cells.

• CEME 페로브스카이트 연구팀은 차세대 태양전지의 핵심으로 주목받는 탠덤(Tandem) 구조에 연구 역량을 집중하고 있습니다.

분자 수준의 기초 연구부터 상용화를 위한 소자 제작 그리고 정밀 분석까지 전 과정을 아우르는 연구 역량을 바탕으로, 페로브스카이트 단일/탠덤 태양전지, 소자 패키징 및 인캡슐레이션 기술에서 더 나아가 양자점 기술과의 융합을 통해 광흡수 특성을 확장하고 효율을 극대화하는 하이브리드 소자 연구도 활발히 진행 중입니다.

실리콘-페로브스카이트 탠덤 구조 연구를 통해 기존 반도체 실리콘과 차세대 소재(페로브스카이트)를 모두 다뤄본 경험은 '전통'과 '혁신'을 모두 다뤄본 엔지니어가 될 것입니다.

실리콘의 한계를 넘어서는 '탠덤 태양전지' 연구는 기존 반도체 공정 노하우와 신소재 분석 역량의 집약체입니다. 

'전통'과 '혁신'을 모두 다루며 검증된 기술력과 혁신적인 시각을 동시에 갖춘 '하이브리드 인재', 바로 우리 연구실에서 시작됩니다.

• CEME의 연구는 지상을 넘어 우주로 확장됩니다.

우주에서는 24시간 끊임없는 태양광 활용이 가능하며, 대기로 인한 손실이 없는 강력한 태양광 에너지를 확보할 수 있습니다. 이러한 환경은 페로브스카이트의 잠재력을 극대화할 수 있는 최적의 무대입니다. 실리콘에 비해 우주로 내보내기 가볍고, 방사선 환경에서도 견딜 수 있는 내구성과 손상 자가 복구(Self-healing) 특성을 가지고 있기에 우주용 태양전지로서의 가능성을 보여주고 있습니다.

누군가는 SF를 볼 때, 우리는 그곳의 에너지를 설계합니다. 우주 태양광 전문가가 되어 뉴스페이스의 주인공이 되세요.

우주라는 극한 환경을 버티는 기술은 최고 난이도의 공학을 다루는 것이기에, 이를 경험한 인재는 우주 산업뿐만 아니라 정밀 제조 전 분야에서 환영받을 것입니다.

위성에서 드론까지, 가장 가볍고 강력한 전력을 다루는 법. 우리 연구실의 졸업생은 '하늘 위'의 모든 기업이 탐내는 인재입니다.

지구에는 없는 가혹함을 견디는 기술, 기업이 당신을 찾는 이유가 됩니다.

Energy & Environemntal Science, 2024, 17.24: 9443-9454. (SCI IF:31)

차세대 태양전지의 핵심인 페로브스카이트를 통해 에너지 혁신을 꿈꾸는 열정적인 인재들을 기다립니다. 분자 수준의 기초 연구부터 상용화를 위한 소자 제작까지! 여러분의 도전을 환영합니다. 

깊이 있는 소재 연구와 체계적인 실험 프로세스를 통해 차세대 태양광 전문가로 거듭날 대학원생분들의 많은 관심과 지원을 기다립니다.