초록 ▼

□ 연구개요
● 페롭스카이트 물질에 기반한 태양광 물분해용 광전극에 대한 연구
● 페롭스카이트 광전극용 보호막에 대한 연구
● 페롭스카이트 물질내 이온이동 연구

□ 연구 목표대비 연구결과
1) 페롭스카이트 소재에 기반한 태양광 물분해
● 유기 금속 할라이드 페롭스카이트 물질은 최근 몇 년간 전세계적으로 새로운 광전자 반도체 물질로 각광받고 있음. 페롭스카이트 관련 대부분의 해당분야 연구활동은 고체 태양전지 소자에 대한 것임. 반면 본연구는 페롭스카이트 반도체를 태양광 물분해에 적용하는 하는

□ 연구개요
● 페롭스카이트 물질에 기반한 태양광 물분해용 광전극에 대한 연구
● 페롭스카이트 광전극용 보호막에 대한 연구
● 페롭스카이트 물질내 이온이동 연구

□ 연구 목표대비 연구결과
1) 페롭스카이트 소재에 기반한 태양광 물분해
● 유기 금속 할라이드 페롭스카이트 물질은 최근 몇 년간 전세계적으로 새로운 광전자 반도체 물질로 각광받고 있음. 페롭스카이트 관련 대부분의 해당분야 연구활동은 고체 태양전지 소자에 대한 것임. 반면 본연구는 페롭스카이트 반도체를 태양광 물분해에 적용하는 하는 도전적 시도임.
● 이러한 결과를 정리하여 < 대표적 연구실적 >과 같이 SCI 학술지에 논문을 출간하였으며, 당초 연구목표를 충족하였다고 판단됨.
2) 페롭스카이트 광전극용 보호막에 대한 연구
● 본연구에서 페롭스카이트 소자 상부에 필드 금속 (Field’s metal)을 도포하면 효과적으로 하부 소자를 보호할 수 있음을 보임. 필드 금속은 eutectic 합금으로서 녹는점이 매우 낮아 하부소자에 열적 무리를 주지 않고도 성형이 가능함.
● 이러한 결과를 정리하여 < 대표적 연구실적 >과 같이 SCI 학술지에 논문을 출간하였으며, 당초 연구목표를 충족하였다고 판단됨.
3) 페롭스카이트 물질내 이온이동 연구
● 유기 금속 할라이드 페롭스카이트 물질의 안정성을 저해하는 요소중 하나로 이온이동 (ion migration)이 지목됨. 페롭스카이트 물질 내 이온이동을 측정하기 위해 두 전극 사이 샌드위치 구조의 소자를 제작했고, 이른바 mixed conductor에 대해 널리 쓰이는 selective blocking 측정법을 이용하여, 이온 전도도 및 전자 전도도를 분리 측정하였음. 몇 번의 시행착오를 거쳐, 이온 전도도 및 활성화 에너지를 측정할 수 있었음.
● 현재 실험결과를 정리중이며 조만간 우수 학술지에 투고예정이며, 당초 연구목표를 충족하였다고 판단됨.

□ 연구개발결과의 중요성
ㅇ 유기 금속 할라이드 페롭스카이트 소재를 이용한 태양광 물분해에 대한 연구는 아직까지 극소수의 연구보고가 있을 뿐이므로 본연구가 의미있는 선구적 연구가 되리라 기대함. 따라서 본연구를 기반으로 한 후속연구들이 다수 진행될 수 있을 것으로 봄.
ㅇ 단결정 실리콘 등 기존 고성능 광전극 소재는 거의 대부분 값비싼 고온/진공 공정을 통해 제조됨. 본 연구에서 제안하는 페롭스카이트 신소재는 기존 광전극 소재에 비해 경제적인 용액공정을 통해 제조할 수 있음. 따라서 기존 단결정 반도체 광전극 수준의 에너지 변환 효율 ( >10%)을 낼 수 있다면 페롭스카이트 신소재에 기반한 실용적인 태양연료 생산 시스템의 원천기술이 될 것으로 전망함.
ㅇ 또한 본연구를 통해 개발되는 페롭스카이트 광전극을 센서, 촉매 등 분야에 응용할 수 있음. 값싼 화학센서 물질로 사용될 수도 있고, 또한 반도체의 다양한 표면화학 반응들을 이용하여 특정 대상 물질에 대한 선택성을 부여할 수도 있음.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 1. 급부상하는 유기 금속 할라이드 페롭스카이트 신소재 ... 5
• 2. 페롭스카이트 소재에 기반한 태양광 물분해 연구 ... 6
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 9
• 1. 연구개발의 목표 ... 9
• 2. 연구 내용 ... 9
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 12
• 4. 참고문헌 ... 13
• 5. 연구성과 ... 14
• 대표적 연구실적 ... 15
• 끝페이지 ... 21