이 연구 주제는 페로브스카이트 태양전지의 높은 광전변환 효율을 유지하면서도, 반복적인 굽힘·접힘·구김 환경을 견딜 수 있는 초유연 전원 소자를 구현하는 데 초점을 둔다. 연구실은 웨어러블 전자기기와 차세대 폴더블 시스템에 적합한 전원 기술을 목표로 하며, 특히 기계적 변형이 큰 환경에서도 안정적으로 작동하는 소자 구조와 소재 설계를 중요하게 다룬다. 이는 기존 고효율 태양전지가 가지는 취성 문제를 극복하고, 실사용 환경에서의 내구성과 신뢰성을 확보하기 위한 핵심 연구 방향이다. 구체적으로는 페로브스카이트 박막의 결정 성장과 결정방위차 제어를 통해 균열의 생성과 전파를 억제하는 기술, 중립면 개념을 활용한 소자 구조 설계, 그리고 기계적 응력 분산을 위한 적층 구조 최적화 등이 주요 방법론으로 활용된다. 이러한 접근은 단순히 소자를 얇게 만드는 수준을 넘어, 압축·인장·반복 구김 조건에서 전기적 성능 저하를 최소화하는 방향으로 발전하고 있다. 연구실의 관련 성과는 고효율과 유연성을 동시에 만족하는 페로브스카이트 기반 전원의 가능성을 보여주며, 차세대 자가발전형 웨어러블 기기 개발에 직접 연결된다. 향후 이 연구는 웨어러블 센서, 전자피부, 스마트 의류, 휴대형 헬스케어 기기와 같은 응용 분야로 확장될 가능성이 높다. 특히 기계적 물성 극대화와 장기 안정성 확보는 상용화를 위한 가장 중요한 과제로, 연구실은 소재 조성, 계면 공학, 소자 구조 해석을 융합하여 이를 해결하고자 한다. 결과적으로 본 연구는 고효율 태양광 변환 기술을 인간 친화적이고 실사용 가능한 에너지 플랫폼으로 전환하는 데 중요한 역할을 한다.

이 연구 주제는 페로브스카이트 태양전지와 배터리 같은 차세대 에너지 소재의 구조·화학·전기화학적 특성을 정밀하게 해석하기 위한 고급 분석기술 개발에 중점을 둔다. 고성능 에너지 소자는 미세한 결정 구조, 계면 상태, 공극 분포, 이온 이동 특성 등에 따라 성능과 수명이 크게 달라지므로, 단순한 평균 특성 측정만으로는 실제 열화 메커니즘을 충분히 설명하기 어렵다. 연구실은 이러한 한계를 극복하기 위해 나노스케일부터 마이크로스케일까지 연결하는 정밀 진단 및 데이터 기반 해석에 관심을 두고 있다. 관련 연구에서는 X선 단층촬영, 다차원 매핑, in situ 측정, 저온 기반 분석 등 첨단 특성평가 기법이 핵심적으로 활용된다. 특히 배터리 연구에서 인공지능을 접목해 나노 및 마이크로 구조 정보를 연결하고, 복잡한 다공성 구조나 tortuosity를 정량화하는 접근은 소재 내부의 성능 지배 인자를 더 정확히 파악하게 해준다. 페로브스카이트 소재의 경우에는 측정 과정 자체가 열화나 상변화를 유도할 수 있기 때문에, 측정 유도 손상을 줄이는 분석 전략과 외부 자극에 따른 동적 거동 추적이 매우 중요하다. 이러한 연구는 단순한 분석기술 개발을 넘어, 에너지 소재의 설계 원리를 역으로 도출하는 데 큰 의미가 있다. 즉, 특성평가 결과를 통해 어떤 미세구조가 높은 효율과 안정성을 동시에 제공하는지 규명하고, 이를 다시 소재 조성과 공정 설계에 반영하는 선순환 연구 체계를 만든다. 향후에는 AI 기반 영상 해석, 자동화된 데이터 분석, 실시간 operando 진단 기술과 결합되어 차세대 태양전지와 이차전지의 고속 개발을 지원하는 핵심 플랫폼으로 발전할 수 있다.

이 연구 주제는 유기 반도체와 광전자 재료를 기반으로 한 차세대 전자소자의 구조 설계와 성능 향상에 관한 것이다. 연구실의 논문 이력을 보면 유기 수직형 전계효과 트랜지스터와 투명 유기 트랜지스터와 같은 소자 연구 경험이 축적되어 있으며, 이는 에너지 소자 연구와 더불어 기능성 전자재료 전반에 대한 이해를 바탕으로 한다. 이러한 연구는 고출력, 고투명성, 기계적 유연성 같은 차세대 전자기기의 요구 특성을 만족하는 새로운 소자 플랫폼을 제시한다. 핵심 방법론으로는 전극 구조, 채널 형상, 박막 두께, 계면 접촉 특성 등 소자 기하학적 요소를 정밀하게 최적화하는 설계가 포함된다. 특히 유기 수직형 트랜지스터에서는 전류 구동 능력과 온오프 비를 동시에 확보하기 위해 전극 폭과 반도체층 구조를 조절하는 전략이 중요하며, 투명 전자소자에서는 광투과성과 전하 이동 특성의 균형을 맞추는 재료 선택이 핵심이다. 이러한 연구는 실험과 시뮬레이션을 함께 활용하여 소자 동작 메커니즘을 이해하고, 성능 지배 인자를 체계적으로 도출하는 방향으로 진행된다. 이 분야의 연구는 단독으로도 중요하지만, 유연 태양전지 및 웨어러블 전원 연구와 결합될 때 더 큰 파급력을 가진다. 즉, 발전 소자와 구동 소자를 동일한 유연 플랫폼 위에 통합할 수 있는 기반 기술이 되며, 미래의 자가구동형 전자시스템 구현에 기여할 수 있다. 나아가 투명·유연 전자소자는 증강현실 인터페이스, 스마트 디스플레이, 차세대 센서 시스템과도 연계될 수 있어, 연구실의 에너지-전자 융합 연구 정체성을 보여주는 중요한 축이라고 할 수 있다.