ANED 연구실은 차세대 고효율 페로브스카이트 태양전지의 개발에 중점을 두고 있습니다. 페로브스카이트 태양전지는 기존 실리콘 태양전지에 비해 저비용, 고효율, 유연성 등 다양한 장점을 지니고 있어 차세대 에너지 변환 소자로 각광받고 있습니다. 연구실에서는 금속 할라이드 페로브스카이트 소재의 광전 특성, 결함 제어, 계면 공학 등 다양한 측면에서 태양전지의 효율과 안정성 향상을 위한 연구를 수행하고 있습니다. 특히, 전자 및 정공 수송층의 소재 개발, 대면적 코팅 공정, 친환경 용매 기반의 박막 제조 기술 등 실용화에 필수적인 요소기술에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있습니다. 예를 들어, SnO2 기반 전자수송층의 균일성 향상, 실리콘 치환 스피로비플루오렌 정공수송층 개발, 저온 UV 소결 공정 등 다양한 혁신적 접근법을 통해 고효율 및 대면적 태양전지 모듈 구현에 성공하고 있습니다. 또한, 페로브스카이트 박막의 결정화 메커니즘과 열화 현상에 대한 실시간 특성 평가 및 수치 해석을 통해 장기 신뢰성 확보에도 기여하고 있습니다. 이러한 연구는 친환경 에너지 생산의 실현뿐만 아니라, 웨어러블 및 플렉서블 전자기기, IoT 센서 등 다양한 응용 분야로의 확장 가능성을 보여주고 있습니다. ANED 연구실의 연구 성과는 국내외 유수 학술지에 다수 게재되고 있으며, 관련 분야에서 우수 논문상, 최우수상 등 다양한 수상 실적을 보유하고 있습니다.

ANED 연구실은 초유연 에너지 하베스팅 소자 및 웨어러블 전자기기 개발에도 선도적인 연구를 수행하고 있습니다. 기존의 경직된 에너지 소자와 달리, 초박막·초유연 페로브스카이트 태양전지, 크랙 기반의 스트레인 센서, 트라이보일렉트릭 나노제너레이터(TENG) 등 다양한 형태의 에너지 하베스팅 및 센서 소자를 개발하여, 인체 부착형 및 의류 일체형 전원 공급 및 신호 감지 기술을 구현하고 있습니다. 특히, 음의 포아송 비(auxetic) 구조를 적용한 크랙 기반 스트레인 센서는 양방향 신축성 및 피부 밀착성을 극대화하여, 기존 센서의 한계를 극복하였습니다. 또한, 에어로졸 기술을 활용한 은 나노입자 도입, 투명 전극 및 하이브리드 전극 구조 개발 등 다양한 소재 및 공정 혁신을 통해 소자의 내구성, 신뢰성, 감도 향상에 기여하고 있습니다. 이러한 기술은 웨어러블 헬스케어, 인체 동작 모니터링, 자가 발전형 IoT 시스템 등 다양한 미래형 융합 분야에 적용되고 있습니다. 연구실은 나아가 트라이보일렉트릭 나노제너레이터를 활용한 투명·고성능 에너지 하베스터, 비가 내릴 때와 태양광을 동시에 활용하는 하이브리드 발전 시스템 등 혁신적 에너지 변환 소자도 개발하고 있습니다. 이와 같은 연구는 차세대 스마트 디바이스 및 지속가능한 에너지 솔루션 실현에 중요한 역할을 하고 있습니다.

ANED 연구실은 차세대 이차전지, 특히 고전압 전고체 박막 배터리 및 계면 안정화 기술에 대한 연구도 활발히 진행하고 있습니다. 기존 리튬이온 배터리의 한계를 극복하기 위해, 고전압 스피넬계 양극재(LNMO)와 고안정성 고체 전해질(LiPON) 계면의 구조 및 화학적 특성을 심층적으로 분석하고, 크라이오 전자현미경 등 첨단 분석기법을 활용하여 계면 안정화 메커니즘을 규명하고 있습니다. 이러한 연구는 고에너지 밀도, 장수명, 안전성이 요구되는 전기차, 대규모 에너지 저장 시스템(ESS) 등 미래 에너지 저장 분야에 필수적인 기반 기술을 제공합니다. 또한, 전고체 배터리의 완전 재활용 설계, 친환경 소재 적용 등 지속가능성 측면에서도 중요한 연구를 수행하고 있습니다. 실험적 접근과 수치 해석, 다중 스케일 분석을 결합하여, 소재의 미세구조와 전기화학적 특성 간의 상관관계를 체계적으로 규명하고 있습니다. 이와 더불어, 인공지능 기반 X-선 토모그래피 등 첨단 진단 및 분석 기술을 도입하여, 배터리 소재 및 계면의 실시간 변화와 열화 메커니즘을 정밀하게 관찰하고 있습니다. 이러한 융합 연구는 차세대 에너지 저장 시스템의 상용화와 신뢰성 확보에 중요한 기여를 하고 있습니다.