2021년 10월 과학기술인상, 울산과학기술원 양창덕 교수 선정 - 차세대 태양전지의 안정성과 효율성을 함께 해결한 핵심소재 개발 - |
□ 과학기술정보통신부(장관 임혜숙, 이하 ‘과기정통부’)와 한국연구재단(이사장 이광복, 이하 ‘연구재단’)은 이달의 과학기술인상 10월 수상자로 울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학과 양창덕 교수를 선정했다고 밝혔다.
ㅇ ‘이달의 과학기술인상’은 우수한 연구개발 성과로 과학기술 발전에 공헌한 연구개발자를 매월 1명씩 선정하여 과기정통부 장관상과 상금 1천만 원을 수여하는 시상이다.
□ 과기정통부와 연구재단은 양창덕 교수가 다양한 초고성능 유기반도체 소재와 소자 제작기술을 확보하고, 효율성과 안정성을 동시에 갖춘 페로브스카이트* 태양전지를 개발하여 차세대 반도체 기반 미래산업의 발전과 국가 경쟁력 강화에 기여한 공로를 높게 평가했다고 선정 이유를 밝혔다.
* 페로브스카이트 : 하나의 음이온과 두 개의 양이온이 결합해 규칙적인 입체구조(결정)를 갖는 물질로 높은 에너지 전환효율과 저렴한 가격으로 차세대 유-무기 하이브리드 반도체의 핵심소재로 꼽힌다.
ㅇ 인공지능(AI), 자율주행, 사물인터넷, 디지털의료 등 4차 산업혁명의 근간이 되는 반도체 기술의 패권 경쟁이 갈수록 치열한 가운데 10월 반도체의 날을 맞아 차세대 유기 반도체 소재와 장치 개발에 매진해온 양창덕 교수의 수상이 더욱 뜻깊다.
□ 양창덕 교수는 페로브스카이트 태양전지 상용화의 걸림돌로 지목되어온 수분 취약성과 효율성을 문제를 동시에 해결할 수 있는 새로운 정공 수송층* 물질을 개발하였다.
*정공 수송층 : 태양전지가 흡수한 빛은 전자와 양전하입자인 정공으로 나뉘어 이동하는 과정에서 전기가 발생한다. 정공 수송층은 정공을 전극으로 나르는 통로로 태양전지 효율에 관여한다.
ㅇ 연구팀은 정공 수송층을 이루는 스파이로 물질에 불소(F)를 도입하는 간단한 방법으로 수분 안정성과 고효율을 동시에 잡았다.
- 신규 물질을 적용한 페로브스카이트 태양전지는 실험결과 논문으로 보고된 최고 수준의 효율인 24.82%을 나타냈으며, 상용화 가능성을 확인하기 위해 제작한 1cm2 대면적 소자에서도 22.31%의 고효율을 달성하였다.
- 또한 500시간 고습도 환경에서 진행한 안정성 시험에서 초기 성능의 87% 이상을 유지하는 것을 확인했다. 연구 결과는 2020년 9월 사이언스(Science)지에 게재됐다.
□ 양창덕 교수는 “이번 연구는 차세대 페로브스카이트 태양전지의 안정성과 효율의 문제를 동시해 해결한 핵심 소재를 독자적으로 개발한데 의의가 있다”라며, “우리나라의 유기 반도체 소재분야의 기술력을 높이고 차세대 태양전지의 상업화를 가속화하는데 이바지 할 것으로 기대한다”라고 밝혔다.
