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화학공학 분야 세계적 국제학술지인 Chemical Engineering Journal에 논문 게재 / 임상규, 김형민(응용화학부) 교수 연구팀
국민대학교(총장 임홍재) 응용화학부 임상규 · 김형민 교수팀과 한양대 최효성 교수팀이 공동 연구한 “차세대 태양전지 전자수송층 산화주석(SnO2) 나노입자의 자가-증강 비가수분해 합성” 논문이 화학공학 분야 저명 국제학술지인 Chemical Engineering Journal (JCR engineering, chemical 분야 상위 2.7%, IF13.273)에 게재됐다.
산화주석은 높은 전자이동도, 낮은 합성온도, 우수한 광안정성으로 차세대 태양전지의 전자수송층 소재로 주목받고 있다. 특히, 합성된 산화주석 표면을 염소(Cl) 등으로 패시베이션(passivation)하면 전자수송층 표면 및 계면에서의 고유결함을 줄이는데 효과적인 것으로 보고되어 왔다.
하지만, 기존의 가수분해 합성법은 물 때문에 반응성 조절이 어렵고 합성된 나노입자의 결정성 저하로 추가적인 어닐링 공정이 필요하다. 또한, 그 대안으로 개발된 벤질알콜 이용 비가수분해 합성법은 반응 부산물의 제거가 어렵고 패시베이션 효율이 떨어진다.
본 연구팀은 이 논문에서 tert-뷰틸알콜을 이용한 새로운 비가수분해 산화주석 나노입자 합성법을 제안하였다. 이 반응의 부산물인 염화 tert-뷰틸은 tert-뷰틸알콜과 염소 이온으로 쉽게 전환되는데, 이는 다시 반응의 원료와 Cl 패시베이션에 재사용된다. 이러한 자체적인 자가-순환 합성은 반응의 완결도 향상, 효과적인 반응부산물 제거, 패시베이션 효율 향상 등 기존 합성법의 문제점들을 동시에 해결할 수 있다.
새 합성법으로 만들어진 산화주석 나노입자를 적용한 정구조 페로브스카이트 태양전지는 20.2%의 광전 효율과 70일 후에도 97%의 효율 유지도를 기록하였다. 또한 역구조 페로브스카이트 태양전지와 유기태양전지에 적용했을 때도 각각 17.0%와 14.8%의 광전 효율을 달성하는 등 다양한 유형의 차세대 태양전지에 적용 가능함을 확인하였다.
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국민대학교의 아카데미즘은 '최고 수준의 학술연찬', '최고 권위의 진리탐구'라는 목표와 함께 ‘최고 교육의 보편화'라는 점에 역점을 두었다. 즉 국민대학교의 아카데미즘은 아카데미즘은 '최고 수준의 학술연찬', '최고 권위의 진리탐구'라는 목표와 함께 ‘최고 교육의 보편화'라는 점에 역점을 두었다. 즉 국민대학교의 아카데미즘은 학술의 심오한 연구에 그치는 것만이 아니라, ‘최고 교육의 보편화'를 통해 건전한 정신과 이상을 배양시키고자 한 것이다. 국민대학교가 야간대학으로 출발한 것은, '생활상 사정의 소치로 주간업무에 종사하고 있는 허다(許多)한 구학(求學)의 청년에게 최고 학술을 연구하는 기회를 주어 최고 교육의 보편화를 추구'하는데 있었다. 이 점에서도 국민대학교는 '국민의 대학'이자 '민족의 대학'인 것이다.