이효중 연구실
화학과 이효중
이효중 연구실은 전북대학교 화학과에 소속된 연구실로, 전기화학을 기반으로 한 차세대 에너지 소재 및 소자 개발에 주력하고 있습니다. 연구실의 주요 연구 분야는 태양전지, 특히 양자점 감응 태양전지와 페로브스카이트 태양전지, 그리고 다양한 하이브리드 광전소자 개발입니다. 이러한 연구는 에너지 변환 효율 향상과 친환경 에너지 기술 실현을 목표로 하고 있습니다.
연구실은 메조다공성 금속산화물 박막 위에 금속 나노입자 및 양자점, 페로브스카이트 등의 광활성층을 성장시키는 기술을 개발하고 있습니다. 이를 위해 SILAR, 계층적 적층법, 이온교환법 등 다양한 나노소재 합성 및 표면 개질 기술을 활용하고 있으며, 새로운 전해질과 전극 소재 개발에도 힘쓰고 있습니다. 이러한 기술은 태양전지의 효율을 극대화하고, 저비용·고효율의 차세대 태양전지 상용화에 기여하고 있습니다.
또한, 연구실은 양자점 및 하이브리드 감응제의 합성과 응용에 대한 선도적 연구를 수행하고 있습니다. 다양한 반도체 양자점과 유기 염료, 분자 전구체를 조합하여 새로운 하이브리드 감응제를 개발하고, 이들의 광전기적 특성을 극대화하는 연구를 진행하고 있습니다. 비독성 양자점 개발, 금속 산화물과의 복합화, 그래핀 등 신소재와의 융합을 통해 친환경적이고 안정적인 감응제 시스템을 구축하고 있습니다.
연구실의 연구는 국내외 다양한 연구재단 및 산업체와의 협력을 통해 진행되고 있으며, 실제 태양전지 모듈 개발과 실증 연구까지 이어지고 있습니다. 다수의 국제 저명 학술지 논문과 특허, 그리고 국내외 학회 발표를 통해 연구 성과가 인정받고 있습니다. 또한, 실리콘계 태양전지, 광촉매, 광센서, 에너지 저장장치 등 다양한 응용 분야로 연구를 확장하고 있습니다.
이효중 연구실은 앞으로도 전기화학 및 나노소재 기반의 혁신적인 에너지 변환 및 저장 기술 개발을 통해, 지속가능한 에너지 사회 구현에 기여하고자 합니다. 차세대 태양전지 및 광전자 소자 분야에서 세계적인 연구실로 도약하기 위해, 창의적이고 도전적인 연구를 지속적으로 수행할 계획입니다.
Mesoporous TiO2 Films
Quantum Dot Sensitizers
Perovskite Solar Cells
전기화학 기반 차세대 태양전지 개발
이효중 연구실은 전기화학을 기반으로 한 차세대 태양전지 개발에 중점을 두고 있습니다. 특히, 메조다공성 금속산화물 박막 위에 금속 나노입자 및 다양한 양자점(Quantum Dot) 감응제를 성장시키는 기술을 통해 태양전지의 효율을 극대화하는 연구를 수행하고 있습니다. 이러한 연구는 태양광 에너지의 효율적인 변환과 저장을 위한 핵심 기술로, 에너지 문제 해결에 중요한 역할을 하고 있습니다.
연구실에서는 SILAR(계속적 이온층 흡착 및 반응)법, 계층적 적층법 등 다양한 나노소재 합성 및 표면 개질 기술을 활용하여, 태양전지의 광활성층을 정밀하게 제어하고 있습니다. 또한, 페로브스카이트, 금속 칼코게나이드, 산화물 등 다양한 소재를 적용하여 광전기적 특성을 개선하고, 새로운 전해질 및 전극 소재 개발에도 힘쓰고 있습니다. 이를 통해 기존 실리콘 태양전지의 한계를 극복하고, 저비용·고효율의 차세대 태양전지 상용화를 목표로 하고 있습니다.
이러한 연구는 국내외 다양한 연구재단 및 산업체와의 협력을 통해 진행되고 있으며, 실제 태양전지 모듈 개발과 실증 연구까지 이어지고 있습니다. 연구실의 성과는 다수의 국제 저명 학술지 논문과 특허, 그리고 국내외 학회 발표를 통해 인정받고 있습니다.
양자점 및 하이브리드 감응제의 합성과 응용
연구실은 양자점(Quantum Dot) 및 유·무기 하이브리드 감응제의 합성과 이들의 태양전지 응용에 대한 선도적 연구를 수행하고 있습니다. 양자점은 우수한 광흡수 특성과 전하 이동 특성을 지니고 있어, 태양전지의 광전변환 효율을 크게 향상시킬 수 있는 차세대 소재로 주목받고 있습니다. 연구실에서는 CdS, CdSe, PbS, ZnTe 등 다양한 반도체 양자점과 유기 염료, 분자 전구체를 조합하여 새로운 하이브리드 감응제를 개발하고 있습니다.
특히, 계층적 적층법, 이온교환법, 표면 개질 등 다양한 합성 및 조립 기술을 통해 양자점의 크기, 분포, 계면 특성을 정밀하게 제어함으로써, 태양전지 내에서의 광전기적 성능을 극대화하고 있습니다. 또한, 비독성 양자점 개발, 금속 산화물과의 복합화, 그래핀 등 신소재와의 융합을 통해 친환경적이고 안정적인 감응제 시스템을 구축하고 있습니다.
이러한 연구는 태양전지뿐만 아니라, 광촉매, 광센서, 에너지 저장장치 등 다양한 광전자 소자 개발로 확장되고 있습니다. 연구실의 양자점 및 하이브리드 감응제 연구는 국내외 학계와 산업계에서 높은 평가를 받고 있으며, 관련 기술이 실제 산업 현장에 적용될 수 있도록 다양한 산학협력 프로젝트도 활발히 진행 중입니다.
1
A Perovskite Photovoltaic Mini-Module-CsPbBr3 Photoelectrochemical Cell Tandem Device for Solar-Driven Degradation of Organic Compounds
이효중, 이슬이
ACS Energy Letters, 202310
2
A general guide for adsorption of cadmium sulfide (CdS) quantum dots by successive ionic layer adsorption and reaction (SILAR) for efficient CdS-sensitized photoelectrochemical cells
Kim, Sungjee, 장점석, 이효중, Lee, Seul-Yi, Oh, Ji-Young, Patil, Ruturaj P., Kim, Myoung, Jin, Ho, Kim, Sungjee
APPLIED SURFACE SCIENCE, 202207
3
Purification of boron nitride nanotubes by functionalization and removal of poly(4-vinylpyridine)
이효중, 이설희
APPLIED SURFACE SCIENCE, 202107
1
금속나노입자의 메조다공성 금속산화물 박막 표면 위 직접 성장과 광전기적 셀에서의 응용에 관한 연구
2
분자 전구체 용액을 이용한 금속 칼코게나이드 페로브스카이트 광활성층의 개발
