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이준우 교수, 양자점 태양전지 효율 개선한 신소재 개발

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이준우 교수, 양자점 태양전지 효율 개선한 신소재 개발

[사진 좌측부터] 아주대 이준우 교수, KIST 문병준 박사, DGIST 최종민 교수, DGIST 유형렬 박사 아주대 이준우 교수팀(응용화학과·대학원 분자과학기술학과)이 광전변환 효율과 습도에 강점을 가지는 양자점 태양전지의 새로운 소재를 개발했다. 양자점 태양전지의 광전변환효율(PCE)을 13.7%까지 끌어올리고, 초고습 환경에서도 24시간 이상 90% 이상의 성능을 유지하는 데 성공했다. 해당 연구는 국제학술지 Advanced Functional Materials에 게재되었으며 대구경북과학기술원(DGIST) 최종민 교수, 한국과학기술연구원(KIST) 문병준 박사가 교신저자로 그리고 대구경북과학기술원(DGIST) 유형렬 박사가 제1저자로 참여했다. 양자점 태양전지는 비용이 저렴한 용액 공정으로 제조가 가능하고, 넓은 파장대의 빛을 흡수하는 장점 덕분에 차세대 태양전지로 주목받고 있다. 하지만, 정공 수송층(Hole Transport Layer, HTL)으로 사용되는 전도성 고분자인 도판트가 고정되지 않아 전하 이동이 원활하지 않고, 성능이 저하되는 문제가 있었다. 이 교수팀은 리튬 기반 도판트를 킬레이트(chelation) 방식으로 고정할 수 있는 소재(PBTBDF-TEG)를 개발해 불안정 문제를 해결했다. PBTBDF-TEG는 전도성 고분자 기반 정공 전달 소재로서 벤조디푸란(benzodifuran) 기반 공액 고분자에 에틸렌 글리콜 곁사슬을 도입했다. 에틸렌 글리콜 곁사슬과 리튬 이온이 결합하면서 도판트가 안정화됐고, 고분자 적층 간격이 감소하면서 전하 이동도 더 원활해졌다. 양자점 태양전지의 광전변환효율(PCE)은 13.7%을 달성했고, 수분 억제력도 좋아 초고습 환경에서 24시간 이상 90% 이상의 성능을 유지하는 데 성공했다. 이준우 아주대 교수는 “이번 연구는 도판트 확산 문제를 화학적 설계로 해결해 고효율과 안정성을 동시에 달성한 점에서 의미가 크다”며, “향후 양자점 태양전지뿐만 아니라 페로브스카이트 태양전지 등 다른 차세대 태양전지에도 적용 가능하다”고 설명했다. 이번 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 지원사업과 아주대학교 교내 연구비 지원을 받아 수행됐다. [그림] 에틸렌글리콜 곁사슬 구조를 가진 고분자-리튬이온 간 고정 형태 및 양자점 태양전지 모식도. 에틸렌글리콜 정공전달 고분자의 도입으로 도판트 확산을 막고 리튬 이온을 고정화하여 고분자간 전하 이동 경로를 개선하고 수분 침투성을 억제하였다. 이에 전기적 특성 및 수분-장기 안정성이 증가하여, 기존에 양자점 태양전지에 비해 고습조건에서 장기안정성을 확보함과 동시에 성능이 16% 개선됐다.

첨단ICT융합대학-엠케이피 MOU, 5천만원 규모 교육 및 연구용 반도체 부품 기증

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첨단ICT융합대학-엠케이피 MOU, 5천만원 규모 교육 및 연구용 반도체 부품 기증

아주대학교 첨단ICT융합대학이 엠케이피 주식회사와 산학협력 양해각서(MOU)를 체결했다. 이번 협약식에서 엠케이피는 5000만원 상당의 반도체 공정 실험 및 연구용 질량유량제어기(MFC)를 우리 학교에 기증했다. 협약식은 3일 오전 아주대 원천관에서 진행됐다. 첨단ICT융합대학 김재현 학장과 지동우 지능형반도체공학과 학과장, 엠케이피 주식회사 전석환 대표와 박현수 상무를 비롯한 양측 관계자들이 참석했다. 이번 협약식과 기기 기증을 통해 아주대 지능형반도체공학과와 엠케이피 주식회사 간의 상호 교류와 협력이 더욱 확대될 전망이다. 지능형반도체공학과 산하 반도체소자및공정실험실(SDPL)은 엠케이피와 소부장 혁신 Lab 연구 과제를 함께 진행하며 산학 협력을 이어왔다. 오일권 지능형반도체공학과 교수가 운영하는 이 실험실은 활발한 국내외 산학 교류를 통해 실질적 성과를 내고 있다. 특히 최근 <선택적 원자층 증착 기술 및 전용장비 설계 기술의 사업화 추진을 위한 IP 고도화 및 상용화> 연구과제를 통해 ASD(선택적 원자층 증착, Area Selective Deposition) 장비의 핵심 기능인 전구체·인히비터 정량 제어를 위한 장치 구조를 규명하고, 이를 구현하기 위한 MFC(Mass Flow Controller) 기반 공정 기술을 체계화했다. 과제 수행 과정에서 정밀 유량제어 기술의 확보에 대한 필요성이 명확해지면서 오 교수팀은 엠케이피와의 협력을 통해 관련 특허 기술 2건을 기술이전했고, 이는 ASD 전용 장비의 설계와 상용화를 위한 중요한 기반 기술로 자리잡았다. 양측은 이번 협약을 기반으로 앞으로 반도체 핵심 부품 분야에 대한 공동 연구와 전문 인재 양성에 더욱 힘을 모으기로 했다. 실험실은 장비 운용 경험을 기반으로 한 기술 교류와 자문을 확대하고, 정기 세미나 및 기술 협력 프로그램 추진을 통해 산업계와 대학 간의 시너지를 모색하겠다는 계획이다. 엠케이피가 우리 대학에 기증한 반도체 공정 실험 및 연구용 질량유량제어기(MFC)는 총 40대, 5000만원 규모로 앞으로 반도체 공정 실험과 연구에 활용될 예정이다. 질량유량제어기(MFC)는 반도체 제조 공정에서의 핵심 부품 중 하나로, 엠케이피는 이를 국산화 한 최초의 국내 기업이다. 이러한 기술력을 바탕으로 엠케이피는 연간 매출액 200억원 이상의 반도체 부품사로 성장, 경기우수벤처기업 중소벤처기업부장관 표창을 수상하기도 했다.

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운동장 인조잔디 교체 사업 완료 기념행사 열려

[사진] 운동장 인조잔디 개선 사업 종료를 기념하는 행사에 주요 참석자들이 테이프 커팅을 하고 있다. 아주대학교는 경기도와 수원시의 지원으로 시행된 운동장 인조잔디 교체 사업을 완료하고 이를 기념하는 행사를 2일 오전 가졌다. 이 날 행사에는 이재준 수원시장, 황대호 경기도의원, 장미영 수원시의원, 홍종철 수원시의원 그리고 축구계에서는 박한동 대학축구연맹 회장과 박준호 대학축구연맹 부회장이 참석했다. 학교에서는 김선용 대우학원 이사장, 최기주 아주대 총장, 이현주 아주대 축구부후원회장과 회원들이 참석했다. 최기주 총장은 기념사에서 "아주대가 가진 자원을 지역사회와 함께 나누는 역할을 성실히 수행해왔고, 앞으로도 이런 개방의 기조를 흔들림 없이 이어가 지역과 대학이 서로에게 힘이 되는 선순환적 성장구조를 만들겠다"고 말했다. 이재준 시장도 "이번 사업은 체육시설 단순 지원에 그치지 않고 모든 분야에서 수원시와 아주대의 협력모델이 될 것이다"며 향후 두 기관의 협력에 대한 의지를 밝혔다. 경기도의회와 수원시의회에서 각각 문화체육관광위원장과 문화체육교육위원장인 황대호 경기도의원과 장미영 수원시 의원도 인조잔디 교체와 지역 개방에 대한 감사와 기대를 축사를 통해 나타냈다. 행사는 기념사와 축사, 감사패 증정, 기부증서 증정, 시축 그리고 친선경기의 순서로 진행됐다. 감사패는 이번 사업에 기여한 이재준 수원시장, 김준혁 국회의원, 황대호 경기도의원, 장미영 수원시의원에게 전달됐다. 한편, 축구부 후원회는 축구장 관중석을 개선하는 목적으로 3천만원을 기부하기로 하고 약정서를 전달했다. 경기도는 지난해 9월 학교 운동장의 일반 도민 개방을 조건으로 체육시설 개선 사업비를 지원하는 ‘2025년 체육진흥시설 지원사업’을 공고하고 경기도 내 31개 기초자치단체 내 참여 기관을 각각 모집했다. 아주대는 이 사업에 최종 선정되어 경기도와 수원시로부터 사업비를 지원받아 총 12억원의 인조잔디 교체사업을 진행했다. 올해 9월부터 10월까지 인조잔디 교체, 육상 트랙 보수, LED 조명 설치 등의 공사를 완료했다.