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권오훈 연구실
한국과학기술원 화학과
권오훈 교수
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권오훈 연구실

한국과학기술원 화학과 권오훈 교수

권오훈 연구실은 화학과 물리화학을 기반으로 초고속 전자현미경, 시간분해 전자분광, 음극선발광 분광, 초고속 광분광학을 결합해 나노재료와 분자계에서 일어나는 구조 변화, 전자구조 재편, 상전이, 전하·엑시톤 이동, 양성자 전달과 같은 비평형 동역학을 실시간으로 규명하며, 이를 통해 구조-기능 상관관계를 이해하고 차세대 기능성 소재와 에너지·광전자 응용의 원리를 제시하는 연구를 수행하고 있다.

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초고속 전자현미경과 4차원 나노이미징
주요 논문
3
논문 전체보기
1
article
|
bronze
·
인용수 7
·
2025
Homogeneously Blended Donor and Acceptor AgBiS<sub>2</sub> Nanocrystal Inks Enable High‐Performance Eco‐Friendly Solar Cells with Enhanced Carrier Diffusion Length
H. Kim, Taiho Park, Ye‐Jin Choi, Soo‐Kwan Kim, Taeyeong Yong, Wonjong Lee, Gayoung Seo, Eon Ji Lee, Seongmin Choi, Hongjuan You, Won‐Woo Park, Shinsook Yoon, Wook Hyun Kim, Jongchul Lim, Younghoon Kim, Oh‐Hoon Kwon, Jongmin Choi
IF 26
Advanced Energy Materials
Abstract Colloidal semiconductor nanocrystals (NCs) have garnered significant attention as promising photovoltaic materials due to their tunable optoelectronic properties enabled by surface chemistry. Among them, AgBiS 2 NCs stand out as an attractive candidate for solar cell applications due to their environmentally friendly composition, high absorption coefficients, and low‐temperature processability. However, AgBiS 2 NC photovoltaics generally exhibit lower power conversion efficiency (PCE) compared to other NC‐based devices, primarily due to numerous surface traps that serve as recombination sites, leading to a short diffusion length for free carriers. To address this challenge, this work develops donor and acceptor blended (D/A) AgBiS 2 films. Through ligand modulation, this work formulates acceptor and donor AgBiS 2 NC inks with suitable electrical band alignment for charge separation, while ensuring that they are fully miscible in the same solvent. This enabled the fabrication of high‐quality, thickness‐controllable D/A‐blended junction films. This work finds that this approach effectively facilitates carrier separation, leading to an enhanced carrier lifetime and diffusion length. As a result, using this approach, this work achieves AgBiS 2 films that are twice as thick in solar cell applications compared to conventional devices, leading to improvements in current density and a solar cell PCE of 8.26%.
https://doi.org/10.1002/aenm.202404552
Materials science
Nanocrystal
Diffusion
Acceptor
Nanotechnology
Hybrid solar cell
Environmentally friendly
Solar cell
Optoelectronics
Polymer solar cell
2
article
|
green
·
인용수 13
·
2024
Zero‐Strain Metal‐Insulator Transition by the Local Fluctuation of Cation Dimerization
Yunkyu Park, Hyeji Sim, Sungwon Lee, Won‐Woo Park, Jaejin Hwang, Pyeongkang Hur, Yujeong Lee, Dong Kyu Lee, Kyung Song, Jaekwang Lee, Oh‐Hoon Kwon, Si‐Young Choi, Junwoo Son
IF 26.8
Advanced Materials
The coupled electronic and structural transitions in metal-insulator transition (MIT) hinder ultrafast switching and ultimate endurance. Decoupling these transitions and achieving a zero-strain electronic MIT can overcome the fundamental limitations of MIT in solid materials. Here, this study demonstrates that iso-valent Ti dopants in supercooled VO<sub>2</sub> epitaxial films cause MIT with minimal hysteresis without changing unit-cell volume and crystal symmetry. The Ti dopants in the VO<sub>2</sub> lattice locally alter the configuration of V-V pairs, where the long-range ordering in V-V pairs is disrupted, and the nano-domains of V-V dimers are formed. Strikingly, these local V-V dimers persist even above the electronic transition temperature (T<sub>MI</sub>), facilitating the zero-strain electronic MIT with nanoscale structural heterogeneity. The geometrically compatible interface between insulating and metallic phases drastically enhances switching speed and endurance during electrically and optically driven zero-strain MIT. This discovery offers a fresh perspective on the scientific understanding of MIT and the improved functionality in terms of device speed and reliability by decoupling electronic and structural transitions.
https://doi.org/10.1002/adma.202413546
Materials science
Strain (injury)
Zero (linguistics)
Metal–insulator transition
Transition metal
Condensed matter physics
Metal
Insulator (electricity)
Chemical physics
Nanotechnology
3
article
|
인용수 18
·
2022
Morphologically Controlled Efficient Air‐Processed Organic Solar Cells from Halogen‐Free Solvent System
Shafket Rasool, Jae Won Kim, Jae Won Kim, Hye Won Cho, Ye‐Jin Kim, Dongchan Lee, Chan Beom Park, Woojin Lee, Oh‐Hoon Kwon, Shinuk Cho, Jin Young Kim, Jin Young Kim
IF 26
Advanced Energy Materials
Abstract Power conversion efficiencies (PCEs) of glove‐box (GB) processed, two‐component, single‐junction organic solar cells (OSCs) have recently exceeded 18%. However, their mass‐scale manufacture using roll‐to‐roll (R2R) coating techniques is impracticable if they must be fabricated in an air‐free environment. From a commercialization perspective, efficient air‐processed OSCs are of much greater interest than GB‐processed devices since the vast majority of R2R‐manufacturing infrastructure is designed to operate in the air. Herein, it is reported that controlling the crystallinity of non‐fullerene acceptors plays a key role in determining the properties of blend films. Notably, Y6‐hu (a Y6‐derivative) is shown to exhibits a higher degree of crystallinity when processed in air. Air‐processed OSCs show an outstanding PCE of 17.38%, which, to the best of the authors’ knowledge, is the highest PCE yet reported for two‐component‐based OSCs processed in air using halogen‐free solvents. Moreover, opaque large‐area OSC sub‐modules with PCEs of 12.44%, and red‐green‐blue colored semi‐transparent OSC sub‐modules with PCEs of &gt;10% are demonstrated. By understanding how morphological features relate to the charge‐generation dynamics of air‐processed OSCs, a new window is opened for the fabrication of efficient and stable air‐processable organic electronics.
https://doi.org/10.1002/aenm.202203452
Organic solar cell
Materials science
Crystallinity
Nanotechnology
Organic electronics
Fabrication
Commercialization
Roll-to-roll processing
Photovoltaics
Photovoltaic system
정부 과제
10
과제 전체보기
1
2024년 10월-2026년 9월
|66,470,000
플라즈모닉 나노구조체의 구조-전자구조 상관관계 메커니즘 규명 및 수소 생성 효율의 향상
화석 연료의 소비가 계속 증가함에 따라 지속 가능한 청정 에너지원에 대한 필요성이 제기되고 있으며, 화석 연료의 대안으로 주목받는 수소 경제를 달성하기 위해서는 광촉매 기술을 활용한 효율적인 수소 생성 공정이 요구된다. 본 연구에서는 전자현미경법 및 분광학적 접근법을 통하여, 친환경적인 수소 생성 방법으로 기대받는 플라즈모닉 광촉매(plasmonic pho...
플라즈모닉 광촉매
수소 생성 효율
핫전자 전달 동역학
초고속 전자현미경
초고속 흡광현미경
2
2024년 10월-2026년 9월
|88,627,000
플라즈모닉 나노구조체의 구조-전자구조 상관관계 메커니즘 규명 및 수소 생성 효율의 향상
화석 연료의 소비가 계속 증가함에 따라 지속 가능한 청정 에너지원에 대한 필요성이 제기되고 있으며, 화석 연료의 대안으로 주목받는 수소 경제를 달성하기 위해서는 광촉매 기술을 활용한 효율적인 수소 생성 공정이 요구된다. 본 연구에서는 전자현미경법 및 분광학적 접근법을 통하여, 친환경적인 수소 생성 방법으로 기대받는 플라즈모닉 광촉매(plasmonic pho...
플라즈모닉 광촉매
수소 생성 효율
핫전자 전달 동역학
초고속 전자현미경
초고속 흡광현미경
3
2024년 10월-2026년 9월
|24,314,000
플라즈모닉 나노구조체의 구조-전자구조 상관관계 메커니즘 규명 및 수소 생성 효율의 향상
화석 연료의 소비가 계속 증가함에 따라 지속 가능한 청정 에너지원에 대한 필요성이 제기되고 있으며, 화석 연료의 대안으로 주목받는 수소 경제를 달성하기 위해서는 광촉매 기술을 활용한 효율적인 수소 생성 공정이 요구된다. 본 연구에서는 전자현미경법 및 분광학적 접근법을 통하여, 친환경적인 수소 생성 방법으로 기대받는 플라즈모닉 광촉매(plasmonic pho...
플라즈모닉 광촉매
수소 생성 효율
핫전자 전달 동역학
초고속 전자현미경
초고속 흡광현미경
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상태출원연도과제명출원번호상세정보
등록2022음극선발광 초고속 전자 현미경 및 이를 이용한 시분해 음극선발광 측정방법1020220095676
전체 특허

음극선발광 초고속 전자 현미경 및 이를 이용한 시분해 음극선발광 측정방법

상태
등록
출원연도
2022
출원번호
1020220095676