서관용 연구실은 투명 결정질 실리콘 태양전지 및 모듈 개발에 선도적인 역할을 하고 있습니다. 기존의 불투명한 태양전지와 달리, 투명 태양전지는 건물의 창문, 차량의 선루프 등 다양한 투명 구조물에 적용할 수 있어 설치 공간의 한계를 극복할 수 있습니다. 연구실에서는 미세구조 제어, 표면 처리, 하이브리드 전극 설계 등 다양한 혁신적 기술을 도입하여 높은 투과율과 우수한 전력 변환 효율을 동시에 달성하고 있습니다. 특히, 결정질 실리콘의 본질적 불투명성을 극복하기 위해 마이크로홀, 마이크로와이어, 나노구조 등 다양한 광학적 설계가 적용되고 있습니다. 이를 통해 20%에 가까운 효율과 20% 이상의 가시광 투과율을 동시에 구현한 대면적(25cm² 이상) 투명 태양전지 모듈을 개발하였으며, 장기 신뢰성 및 모듈화 기술도 함께 확보하였습니다. 또한, 색상 조절이 가능한 컬러 필터 기술, 광각 반사 방지 구조, 라디에이티브 쿨링 등 다양한 부가 기능도 접목하여 실용성과 심미성을 모두 만족시키고 있습니다. 이러한 연구는 에너지 생산과 건축 디자인의 융합을 실현하며, 차세대 BIPV(Building Integrated Photovoltaics) 및 스마트 윈도우, 투명 전자기기 등 다양한 응용 분야로 확장되고 있습니다. 연구실의 투명 태양전지 기술은 국내외 특허와 논문, 대형 연구과제, 산업체 협력 등을 통해 실질적인 상용화와 기술 확산에 기여하고 있습니다.

연구실은 실리콘 마이크로와이어 및 나노구조를 활용한 고효율 태양전지 개발에 집중하고 있습니다. 마이크로와이어 및 나노구조는 빛의 흡수율을 극대화하고, 광전 변환 효율을 높이며, 표면 재결합 손실을 최소화하는 데 중요한 역할을 합니다. 특히, 방사형 접합(radial junction) 구조, 도핑 프리(dopant-free) 접합, 표면 패시베이션 등 첨단 공정 기술을 적용하여 20%를 상회하는 세계 최고 수준의 효율을 달성하였습니다. 이러한 구조는 빛의 경로를 길게 하여 더 많은 광자를 흡수할 수 있도록 하며, 동시에 캐리어의 이동 거리를 단축시켜 전하 수집 효율을 극대화합니다. 또한, 유연한 박막 실리콘 기판과 결합하여 플렉시블 태양전지, 웨어러블 디바이스 등 새로운 응용 분야로의 확장도 활발히 이루어지고 있습니다. 연구실은 금속 촉매 화학식각, 소프트 리소그래피, 표면 패시베이션, 하이브리드 전극 등 다양한 공정 혁신을 통해 대면적, 고효율, 저비용 제조 기술을 확보하고 있습니다. 이러한 연구는 차세대 태양전지의 상용화와 에너지 자립형 시스템 구축에 핵심적인 역할을 하며, 관련 논문, 특허, 국제학회 발표 등에서 그 우수성을 인정받고 있습니다. 또한, 실리콘 태양전지와 2차전지, 수전해 시스템 등과의 융합을 통해 에너지 변환 및 저장 통합 시스템 개발에도 기여하고 있습니다.

서관용 연구실은 태양광을 활용한 광전기화학(PEC) 수소 생산 기술 개발에도 집중하고 있습니다. 결정질 실리콘 광전극, 인공 잎 구조, 이종 촉매 계면 설계 등 다양한 혁신적 접근을 통해, 기존의 물 분해 반응의 한계를 극복하고 있습니다. 특히, 낮은 포토전압 문제를 해결하기 위해 저전위 산화 반응(예: furfural oxidation)과의 결합, 고효율 촉매 개발, 광전극 구조 최적화 등을 통해 미국 에너지부(DoE) 목표를 크게 상회하는 수소 생산 효율을 달성하였습니다. 이 연구는 태양에너지를 직접 화학에너지(수소)로 변환하는 친환경 에너지 생산 기술로, 미래 에너지 패러다임 전환에 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다. 또한, 실리콘 태양전지와 수전해 시스템의 일체형 모듈화, 대면적화, 장기 안정성 확보 등 실용화 연구도 병행되고 있습니다. 인공 잎 모사 구조, 이종 촉매 계면, 대면적 모듈 설계 등 다양한 혁신 기술이 접목되어 있습니다. 이러한 연구는 에너지 저장, 친환경 연료 생산, 탄소중립 실현 등 다양한 사회적 요구에 부응하며, 관련 특허, 논문, 대형 연구과제 수행을 통해 국내외 에너지 기술 발전에 기여하고 있습니다.