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효율성 극대화한 차세대 태양전지 소재 개발

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효율성 극대화한 차세대 태양전지 소재 개발, 김종현 교수팀

[좌측부터 김종현(아주대 응용화학생명공학과·대학원 분자과학기술학과) 교수, 장재원(부경대 고분자·화학소재공학부) 교수, 윤재성(호주 뉴사우스웨일즈대학(UNSW) 및 영국 서리대학(University of Surrey) 박사] 아주대학교 김종현 교수가 국제 공동 연구를 통해 차세대 태양전지로 주목받는 페로브스카이트(perovskite) 태양전지의 에너지 변환효율을 높이고 안정성까지 확보할 수 있는 신소재 개발에 성공했다. 페로브스카이트 태양전지는 현재 대세인 실리콘 태양전지를 대체할 소재(구조)로 손꼽힌다. 실리콘 태양전지의 에너지 변환효율이 이론적 한계에 가까워짐에 따라 고효율 페브로스카이트 태양전지가 게임체인저로 연구자들의 뜨거운 관심사다. 특히 우리나라 연구진이 세계를 선도하고 있는 것으로 알려져 있다. 김종현 교수(응용화학생명공학과·대학원 분자과학기술학과) 연구팀은 부경대학교 장재원 교수(고분자·화학소재공학부), 호주 뉴사우스웨일즈대학(UNSW) 및 영국 서리대학(University of Surrey)의 윤재성 박사 연구팀과 함께 다양한 태양전지 구조에 적용 가능하고 실내외 모든 광환경에서 태양전지의 효율을 개선할 수 있는 새로운 계면소재(DTAQTPPO)를 개발했다. 페로브스카이트 태양전지는 빛을 전기로 바꾸는 효율이 매우 뛰어나고 전하(전류의 흐름을 만드는 입자) 이동 성능이 우수하여 기후변화에 대응할 차세대 태양전지로 유력하다. 특히, 용액상의 재료를 사용하여 필름 형태로 태양전지를 만들 수 있는 용액 공정이 가능해 큰 면적으로도 생산할 수 있어 실리콘 기반 태양전지 대비 제조비용을 크게 감축 시킬 수 있다. 하지만 이러한 용액 공정으로 페로브스카이트 필름을 만들 때, 재료의 결정 구조가 완벽하지 못한 결함이 불가피하게 생겨난다. 이 결함들은 전하의 원활한 이동을 방해하여 태양전지의 에너지 변환 효율을 떨어뜨리는 주된 원인이 된다. 그동안 이러한 결함을 줄이기 위해 다양한 계면소재의 개발 연구가 잇따랐다. 김종현 교수팀이 이번에 개발된 신규 계면소재는 페로브스카이트 표면에 형성된 결함 부위에 직접 결합하여 문제를 효과적으로 제거했을 뿐 아니라 양극성(Ambipolar)이라는 특별한 특성을 지녀 전자와 정공을 모두 효과적으로 수송하는 추가적인 장점이 있다. 이는 마치 고속도로에서 양방향 통행이 가능한 것처럼, 전류가 흐르는 데 필요한 두 가지 종류의 전하를 동시에 빠르게 이동시킬 수 있는 원리이다. 특히, 전자수송층, 정공수송층으로 모두 기능할 수 있기 때문에 다양한 종류의 페로브스카이트 태양전지 구조(정구조 및 역구조 등)에 보편적으로 적용할 수 있다. 이 소재는 실외의 강한 태양광 환경뿐만 아니라 실내의 조명 환경에서도 에너지 변환효율을 각각 22.29%에서 23.55%, 31.19%에서 37.18%로 극대화시켰으며, 태양전지의 장기적인 안정성 또한 크게 개선시켰다. 김종현 교수는 “이번 연구를 통해 다양한 구조와 광환경에서 페로브스카이트 태양전지의 에너지 변환 효율을 극대화시킬 수 있는 기술을 개발할 수 있게 되었다”며 “본 기술은 태양전지 뿐만아니라 페로브스카이트 소재가 사용되는 디스플레이, 광검출기 등 다양한 광전소자의 성능 개선에도 폭넓게 활용될 수 있을 것”이라고 밝혔다. 이번 연구 성과는 에너지 분야의 세계적인 학술지인 <어드밴스드 에너지 머터리얼즈(Advanced Energy Materials, Impact Factor: 26.0/JCR상위 2.5%)>에 게재되었으며, 연구결과의 우수성을 인정받아 표지논문으로 선정되었다. 이번 연구는 한국연구재단의 해외우수연구기관 협력허브 구축사업의 지원을 받아 수행되었으며, 해당 기술은 특허로도 등록되었다. [새로운 계면소재(DTAQTPPO) 개발 연구성과는 어드밴스드 에너지 머터리얼즈 7월호 표지 논문으로 선정됐다] [새롭게 개발한 계면소재(DTAQTPPO) 적용 페로프스카이트 태양광전지는 (좌측)태양광에서의 효율은 22.29%에서 23.55% (우측) 실내 조명 환경에서는 31.19%에서 37.18%로 향상됐다] [새로 개발한 계면소재(DTAQTPPO)가 전하의 이동을 방해하는 페로브스카이트 표면의 결함을 제거해 태양전지의 에너지 변환효율을 높였다]
수원시-아주대 운영, 수원시 여성지도자대학 수료식 개최

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수원시-아주대 운영, 수원시 여성지도자대학 수료식 개최

수원 지역 여성들의 리더십 역량 강화와 사회 참여 확대를 목표로 운영되고 있는 <수원시 여성지도자대학>의 제22기 과정이 마무리됐다. <수원시 여성지도자대학>은 수원특례시가 주최하고 아주대 글로벌미래교육원이 교육과정 운영을 맡은 교육 프로그램이다. 이번 제22기 수료식은 지난 17일 아주대 율곡관 영상회의실에서 개최됐다. 교육 프로그램에 참여해 온 제22기 수료생 41명을 비롯해 수원시여성리더회(수원시지도자과정 동문회), 수원시 관계자 등 총 80여 명이 참석했다. <수원시 여성지도자대학>은 수원특례시가 주최하고 아주대학교 글로벌미래교육원이 교육과정 운영을 맡아, 지역 여성들이 다양한 사회 변화에 능동적으로 대응하고 주도적인 역할을 수행할 수 있도록 돕는 교육 프로그램이다. 지난 2004년 제1기 과정을 시작으로 현재까지 22기에 걸쳐 1219명의 여성 리더를 배출해왔다. 올해 제22기 과정은 ▲미래사회 리더십 ▲여성리더가 미래를 살아가는 법 ▲세상을 움직이는 여성리더의 소프트파워 ▲리더의 말하기 등 실질적이고 체계적인 내용을 중심으로 구성되었으며, 지난 4월17일부터 총 14주간 진행됐다. 각 분야의 전문 강사진이 참여해 실무적 노하우와 통찰을 수강생들과 나누어 왔다. 이재준 수원특례시장은 “이번 교육 과정을 성실히 이수하고 수료하게 된 여러분 모두에게 진심으로 축하의 인사를 전한다”며“수원시 여성 지도자들이 보여준 열정과 노력에 감사드리며, 특히 교육을 성공적으로 운영해주신 아주대학교에 깊이 감사드린다”라고 말했다. 지난 4월17일 입학식에 함께 한 <수원시 여성지도자대학> 제22기 과정 참가자들과 수원시·아주대 관계자들
아주대학교가 외국인 학생들을 위한 국제 교류 프로그램인 ‘2025 아주국제여름학교(AISS, Ajou International Summer School)’와 ‘ABC(Ajou Bespoke College) 프로그램’이 마무리됐다.

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AISS, ABC 등 외국인 학생 국제 교류 프로그램 성료

아주대학교가 외국인 학생들을 위한 국제 교류 프로그램인 ‘2025 아주국제여름학교(AISS, Ajou International Summer School)’와 ‘ABC(Ajou Bespoke College) 프로그램’을 마무리했다. ABC 프로그램은 7월 2일 율곡관에서 오리엔테이션을 시작으로 15일까지 2주간 진행됐다. 이번 프로그램에는 미국 위스콘신 대학교, 서던캘리포니아 대학교, 사우스플로리다 대학교, 네바다 대학교 라스베이거스, 캘리포니아 대학교 샌디에이고 등 해외 대학 재학생 19명과 아주대 학생 10명이 참여했다. 해외 대학 외국인 학생과 아주대 학생들이 캡스톤 디자인 프로젝트, 기업 탐방, 문화교류를 통해 서로 성장하는 기회를 가지고자 마련됐다. 참가자들은 네이버, 삼성전자, 경기도의회, 덴티움, 셀트리온, 대웅제약 등 기업들을 방문하고, 국립중앙박물관, K-POP댄스, 화성행궁 등을 방문해 한국 문화와 역사를 체험했다. 이외에도 ▲한국의 경제-문화 발전에 관한 데이터 분석 (윤천석 교수, 글로벌경영) ▲한국의 산업 역사 및 현황, 초창기 기업가 정신으로 인한 성장 (김찬우 교수, 산학협력) ▲고대 한국 역사에서 유래된 현대 역사 (한상우 교수, 사학) ▲역사 콘텐츠 홍보 - 국립중앙박물관 전시물을 중심으로 (박재연 교수, 문화콘텐츠)의 특강도 이뤄졌다. AISS는 지난 6월 30일부터 3주간의 교육과정을 마쳤고, 7월 18일에는 수료식을 가졌다. 참가 학생들은 교육기간 동안 ▲데이터 분석과 비즈니스 의사결정(이상규 교수, Endicott College) ▲거시경제 발전(김태봉 교수, 경제학과) ▲한국 문화 이해(Scott Scattergood, 다산학부) ▲지속 가능성(이재영 교수, 환경안전공학과) ▲한국어(정미혜, 정미지 교수, 다산학부) 등의 수업이 제공됐다. 수업 외에도 K-POP 댄스, 전통 음식 체험, 북촌 한옥마을 방문 등 다채로운 한국 문화 체험 기회가 제공됐으며 삼성이노베이션뮤지엄, 수원 화성행궁, 수원미디어센터 등 수원 지역 명소를 방문하여 한국의 과거와 현재를 아우르는 다양한 체험을 했다. AISS 수료식에서 이상규 교수는 “한국에서만 할 수 있는 무엇인가를 경험했다면 꼭 기록해라”라며 “분명히 간직할만한 가치가 있을 것이다”라고 수료생들에게 한국에서의 경험의 가치를 강조했다. K-POP댄스를 체험한 교환학생들화성행궁을 견학한 현장사진