이종접합 기반 광전기화학 수소생산 및 광전극 인터페이스 공학

Heterojunction photoelectrochemical hydrogen generation and photoelectrode interface engineering

연구 내용

이종접합 광전극의 다층 구조와 계면 조성으로 전하 이동과 재결합을 제어해 광전기화학적 수소생산 성능을 향상시키는 연구

다성분 무기 반도체를 조합해 이종접합을 구성하고, 스핀 코팅과 전기화학적 증착 기반으로 다층 광전극을 제작합니다. 전하 분리 및 표면 반응 효율을 높이기 위해 전극 계면의 광흡수층-전하수송층-보호/전도층 구조를 설계합니다. 특히 PEDOT:PSS 같은 계면층을 통해 반응 경로와 전하 전달 특성을 조절하며, CdS/Fe2O3 및 g-C3N4/BiVO4/ZnO 등 서로 다른 나노구조를 결합한 photoelectrochemical 성능 개선을 수행합니다.

관련 프로젝트

1건

연구 흐름

초기에는 g-C3N4/BiVO4/ZnO와 같은 다중 이종접합을 구성하고 스핀 코팅으로 계층적 배열을 형성하는 접근을 수행했습니다. 이후 CdS 나노로드를 Fe2O3 박막 위에 형성해 전하 이동 경로와 광전류 응답을 개선하는 방향으로 확장했습니다. 2025년에는 CdS/CdSe photoanode에 PEDOT:PSS 계면층의 구조 전환 특성을 적용하여 전기화학적 반응과 연계된 성능 변화를 확인했습니다. 최근까지 이종접합 광촉매 개발과 전하 분리 효율화 과제를 연계하여 광흡수-전하 분리-반응의 일관된 최적화로 연구를 이어가고 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

광전극 다층 구조 설계
태양광 물분해용 수소 생성 모듈
광전기화학 반응기용 전극 소재
계면층 기반 전하 수송 최적화
광전류 안정화 전극 코팅
복합 반도체 전극 패키징
광촉매-광전극 일체형 소자화
표면 개질 공정 스케일업
반응기 성능 평가 플랫폼
광전기화학 성능 예측 기반 설계