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KAIST ADEC

한국과학기술원 반도체공학대학원-전기및전자공학부

이정용 교수

Stretchable Electronics

Quantum Dot Hybrid Solar Cells

Organic Solar Cells

KAIST ADEC

반도체공학대학원-전기및전자공학부 이정용

KAIST ADEC 연구실은 에너지 변환을 위한 첨단 소자 개발을 핵심 목표로 삼고 있습니다. 본 연구실은 유기, 페로브스카이트, 양자점 등 다양한 신소재를 기반으로 차세대 태양전지, 광검출기, 발광 다이오드(LED), 디스플레이 등 광전자 소자의 혁신을 선도하고 있습니다. 특히, 고효율, 유연성, 신축성, 투명성 등 미래 전자기기의 요구 조건을 만족시키기 위한 소재 및 소자 구조 연구에 집중하고 있습니다. 태양전지 분야에서는 유기 태양전지, 페로브스카이트 태양전지, 양자점 태양전지 등 다양한 소자의 효율 향상과 대면적 제조 공정 개발에 주력하고 있습니다. 또한, 적외선 광검출기 및 포토디텍터 개발을 통해 나이트비전, 바이오메디컬 이미징, 사물인터넷(IoT), 자율주행 등 첨단 응용 분야에 필요한 고성능 광센서 기술을 연구하고 있습니다. 신축성 및 투명 전자소자 분야에서는 웨어러블, 플렉서블 기기 적용을 위한 신축성 전극, 투명 전도성 전극, 신축성 광전자소자 등 다양한 혁신 기술을 개발하고 있습니다. 금속 나노와이어, 그래핀, CNT, PEDOT:PSS 등 신소재를 활용한 투명 전극 연구와, 반복적인 변형에도 높은 성능을 유지하는 신축성 전자소자 구현에 집중하고 있습니다. 차세대 반도체 및 광전자 소자 응용 연구도 활발히 이루어지고 있습니다. 페로브스카이트, 양자점, 유기 반도체 등 신소재를 활용한 고성능 소자 개발과, 박막형 액체금속 전극, 나노네트워크 기반 전극 등 혁신적인 구조 설계를 통해 다양한 응용 분야로 연구를 확장하고 있습니다. 특히, 차세대 디스플레이, 바이오센서, 이미지 센서 등 미래 산업을 선도할 핵심 기술 개발에 앞장서고 있습니다. 이처럼 KAIST ADEC 연구실은 소재 합성, 소자 구조 설계, 대면적 공정, 응용 기술까지 전주기적 연구를 통해 에너지 변환 및 광전자 소자 분야에서 세계적인 경쟁력을 확보하고 있습니다. 앞으로도 지속적인 혁신과 융합 연구를 통해 미래 에너지 및 전자산업 발전에 기여할 것입니다.

Stretchable Electronics
Quantum Dot Hybrid Solar Cells
Organic Solar Cells
차세대 태양전지 및 광검출기 개발
우리 연구실은 유기 태양전지, 페로브스카이트 태양전지, 양자점 태양전지 등 다양한 차세대 태양전지의 개발에 주력하고 있습니다. 유기 태양전지는 유연성과 반투명성, 저비용 제조가 가능하다는 장점으로 인해 웨어러블 기기나 건축 통합형 태양전지 등 다양한 응용 분야에서 각광받고 있습니다. 최근에는 스핀 코팅 공정을 활용한 고효율 페로브스카이트 태양전지의 제작 및 효율 향상을 위한 광학적, 전기적, 소자적 접근법을 활발히 연구하고 있습니다. 양자점 태양전지는 콜로이드 양자점의 크기 조절 및 표면 리간드 교환을 통해 밴드 에너지 정렬과 전하 추출 효율을 극대화하는 연구가 진행되고 있습니다. 이러한 연구는 태양광 에너지의 효율적 변환뿐 아니라, 미래 에너지 시장에서의 상용화 가능성을 높이고 있습니다. 또한, 적외선 광검출기 분야에서는 나이트비전, 광통신, 바이오메디컬 이미징 등 다양한 첨단 응용을 위한 고감도, 저비용 적외선 광검출기 개발에 집중하고 있습니다. 특히, 사물인터넷(IoT)과 자율주행 기술의 발전에 따라 고성능 적외선 광검출기의 수요가 증가하고 있으며, 본 연구실은 이러한 산업적 요구에 부응하기 위해 혁신적인 소재 및 소자 구조를 개발하고 있습니다. 이를 통해 에너지 변환 및 광센서 분야에서 세계적인 경쟁력을 확보하고 있습니다.
신축성 및 투명 전자소자와 차세대 디스플레이
웨어러블 및 플렉서블 전자기기의 수요가 증가함에 따라, 본 연구실은 신축성 및 투명 전자소자 개발에 앞장서고 있습니다. 유기 태양전지, 양자점 태양전지 등 박막형 태양전지를 기반으로 한 신축성 광전자소자는 경량, 유연성, 높은 기계적 안정성을 동시에 달성하기 위한 소재 조합 및 구조 설계 연구가 활발히 이루어지고 있습니다. 또한, 신축성 전극 개발을 통해 반복적인 변형에도 높은 전기적 성능과 내구성을 유지할 수 있는 소자 구현에 집중하고 있습니다. 투명 전도성 전극(TCE)은 차세대 전자소자, 디스플레이, 바이오센서 등 다양한 분야에서 필수적인 요소입니다. 기존 ITO(Indium Tin Oxide)의 한계를 극복하기 위해 금속 나노와이어, 그래핀, CNT, PEDOT:PSS 등 다양한 신소재를 활용한 투명 전극 연구가 진행되고 있습니다. 이러한 연구는 차세대 디스플레이 및 플렉서블 전자기기의 상용화에 핵심적인 역할을 하고 있습니다. 아울러, 본 연구실은 차세대 발광 다이오드(LED) 및 디스플레이 소자의 소재 합성, 구조 최적화, 신뢰성 향상 등에도 집중하고 있습니다. 특히, 페로브스카이트 및 양자점 기반의 고효율, 고색순도 LED 개발을 통해 미래 디스플레이 기술의 혁신을 선도하고 있습니다.
차세대 반도체 및 광전자 소자 응용
본 연구실은 차세대 반도체 소자 및 광전자 소자의 응용 연구에도 중점을 두고 있습니다. 페로브스카이트, 양자점, 유기 반도체 등 다양한 신소재를 활용하여 고성능, 저비용, 대면적 제조가 가능한 소자 개발에 힘쓰고 있습니다. 특히, 박막형 액체금속 전극, 나노네트워크 기반 투명 전극 등 혁신적인 전극 구조를 개발하여 신축성 및 투명 전자소자의 성능을 극대화하고 있습니다. 이러한 연구는 에너지 변환 소자뿐만 아니라, 바이오센서, 광통신, 이미지 센서 등 다양한 첨단 응용 분야로 확장되고 있습니다. 예를 들어, 페로브스카이트 기반 레티노모픽 이미지 센서와 같은 혁신적인 광전자 소자는 인공지능 기반 시각 시스템, 자율주행, 스마트 헬스케어 등 미래 산업의 핵심 기술로 주목받고 있습니다. 또한, 본 연구실은 소재 합성, 소자 구조 설계, 대면적 공정 기술 등 전주기적 연구를 통해 차세대 반도체 및 광전자 소자의 상용화와 산업적 파급력을 높이고 있습니다. 이를 통해 국내외 반도체 및 디스플레이 산업의 경쟁력 강화에 기여하고 있습니다.
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