임동건 연구실
전자공학과 임동건
임동건 연구실은 전자공학과를 기반으로 반도체 공정, 태양전지, 박막 소재, 투명 전극 등 에너지 및 전자소자 분야의 첨단 연구를 선도하고 있습니다. 연구실은 결정질 실리콘 태양전지, 박막 태양전지(CIGS, CdTe 등), 투명 태양전지, 그리고 다양한 전극 및 모듈 공정 기술 개발에 집중하고 있습니다. 특히, 태양전지의 효율 향상과 생산 비용 절감을 위한 혁신적인 공정 및 소재 연구를 통해 국내외 에너지 산업 발전에 기여하고 있습니다.
연구실의 주요 연구 분야는 태양전지의 표면 조직화, 전극 설계 및 최적화, 셀-모듈 일체화 기술, 박막 증착 및 후처리 공정, 투명 전극 소재 개발 등입니다. 스크린 프린팅, 레이저 어블레이션, 화학습식공정법, 반응성 이온 식각 등 다양한 첨단 공정 기술을 활용하여 태양전지 및 모듈의 전기적, 광학적 특성을 극대화하고 있습니다. 또한, PET 전극시트, ECA(전기전도성 접착제) 등 신소재를 적용한 모듈 제작 및 분석을 통해 차세대 태양광 발전 시스템의 상용화 기반을 마련하고 있습니다.
박막 태양전지 및 투명 전극 소재 연구도 활발히 진행되고 있습니다. ZnO:Al, ITO, NiO 등 투명 전극 소재의 박막 증착, 플라즈마 처리, 열처리 조건에 따른 특성 개선 연구를 통해 고효율, 고신뢰성 태양전지 및 모듈 개발에 앞장서고 있습니다. 화학습식공정법을 이용한 ZnS, CdS 버퍼층의 최적화, 나노구조 표면 조직화, 금속 촉매를 활용한 텍스쳐링 등 다양한 소재 및 공정 연구를 통해 박막 태양전지의 성능을 극대화하고 있습니다.
연구실은 다수의 국내외 연구 프로젝트, 산학협력, 특허 출원, 논문 발표, 국제 학술대회 참가 등 활발한 연구 활동을 이어가고 있습니다. 이를 통해 태양광 발전의 상용화, 에너지 전환 시대의 핵심 기술 확보, 미래형 에너지 소자 개발 등 다양한 사회적 요구에 부응하고 있습니다.
임동건 연구실은 앞으로도 고효율, 저비용, 친환경 태양전지 및 에너지 소자 개발을 목표로, 첨단 반도체 공정 및 소재 연구를 지속적으로 확장해 나갈 계획입니다. 이를 통해 국내외 에너지 산업의 경쟁력 강화와 지속가능한 미래 사회 구현에 기여하고자 합니다.
고효율 태양전지 및 모듈 공정 기술 개발
임동건 연구실은 고효율 태양전지 및 태양광 모듈의 공정 기술 개발에 중점을 두고 있습니다. 본 연구실은 결정질 실리콘 태양전지, 박막 태양전지(CIGS 등), 그리고 차세대 투명 태양전지 등 다양한 태양전지 구조에 대한 연구를 수행하고 있습니다. 특히, 태양전지의 효율 향상을 위해 표면 조직화, 전극 설계, 셀-모듈 일체화 기술 등 다양한 공정 최적화 연구를 진행하고 있습니다.
이 연구 분야에서는 스크린 프린팅, 레이저 어블레이션, 화학습식공정법(CBD), 반응성 이온 식각(RIE) 등 첨단 공정 기술을 활용하여 태양전지의 전기적, 광학적 특성을 극대화하고 있습니다. 또한, 전극의 종횡비 개선, 전극 간 간격 최적화, 버스바리스 구조, 와이어 임베디드 전극시트 등 혁신적인 전극 구조 개발을 통해 모듈의 출력과 신뢰성을 높이고 있습니다. 최근에는 PET 전극시트, ECA(전기전도성 접착제) 등 신소재를 적용한 모듈 제작 및 분석도 활발히 이루어지고 있습니다.
이러한 연구는 태양광 발전의 상용화와 에너지 전환 시대에 필수적인 고효율, 저비용, 대면적 태양전지 및 모듈 생산을 목표로 하며, 국내외 다양한 연구 프로젝트와 산업체 협력을 통해 실질적인 기술 이전과 상용화에 기여하고 있습니다.
박막 태양전지 및 투명 전극 소재 연구
본 연구실은 박막 태양전지(CIGS, CdTe 등)와 투명 전극 소재(ZnO:Al, ITO, NiO 등)에 대한 심층 연구를 수행하고 있습니다. 박막 태양전지는 경량, 유연성, 저비용 생산이 가능하여 차세대 태양광 발전의 핵심 기술로 주목받고 있습니다. 연구실에서는 박막의 성장 조건, 조성비, 표면 및 계면 특성, 후열처리 공정 등 다양한 변수에 따른 박막 태양전지의 구조적, 전기적, 광학적 특성을 체계적으로 분석하고 있습니다.
특히, ZnO:Al, ITO, NiO 등 투명 전극 소재의 박막 증착, 플라즈마 처리, 열처리 조건에 따른 전기적·광학적 특성 개선 연구가 활발히 이루어지고 있습니다. 이를 통해 박막 태양전지의 효율을 극대화하고, 플렉서블 기판, 투명 전극, 고신뢰성 모듈 등 다양한 응용 분야로의 확장 가능성을 모색하고 있습니다. 또한, 화학습식공정법을 이용한 ZnS, CdS 버퍼층의 최적화, 나노구조 표면 조직화, 금속 촉매를 활용한 텍스쳐링 등 박막 태양전지의 성능 향상을 위한 다각적인 연구가 진행되고 있습니다.
이러한 연구는 차세대 에너지 소자 개발, 스마트 윈도우, 투명 전자소자, 웨어러블 디바이스 등 다양한 미래 산업에 적용될 수 있으며, 국내외 특허 출원, 논문 발표, 산학협력 프로젝트를 통해 연구 성과를 확산하고 있습니다.
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Van der Waals semiconductor embedded transparent photovoltaic for broadband optoelectronics
임동건, Naveen Kumar, Malkeshkumar Patel, 이기범, 김준동
SURFACES AND INTERFACES, 2022
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Cell-to-Module Simulation Analysis for Optimizing the Efficiency and Power of the Photovoltaic Module
임동건, Hasnain Yousuf, Muhammad Aleem Zahid, Muhammad Quddamah Khokhar, 박진주, 주민규, 김영국, 조은철, 이준신
ENERGIES, 2022
3
Multi-Wire Interconnection of Busbarless Solar Cells with Embedded Electrode Sheet
임동건, 박정은, 최원석
Energies, 2021
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4단계 BK21사업-친환경스마트 미래교통 연구단
