우리대학 물리반도체과학부 류승윤 교수팀 성과
화순전남대학교병원 조신행 교수팀과 공동연구
“각 분야에서 전문가들이 만나 더욱 기술이 첨예해질 것”
우리대학 물리반도체과학부 류승윤 교수팀과 화순전남대학교병원 방사선종양학과 조신행 교수팀의 공동연구 성과가 2024년 1월 표지논문으로 선정돼 소재·물리화학 분야 저명 국제 학술지 「Journal of Physical Chemistry C (IF=4.17)」에 온라인 게재됐다.
공동연구팀은 해당 논문으로 페로브스카이트 태양전지(perovskite solar cells)의 응용을 위한 방사선 노출을 다루는 연구 결과를 보고했다.
본 연구는 병원에서 사용되는 방사선량계(dosimeter)로 활용할 수 있는 기초 연구이며, 특정 임계점을 넘으면 태양전지가 더 이상 정상적으로 작동하지 않음을 통해 노출량을 유추할 수 있음을 광학적 분석과 함께 제시했다.
기존에 비정실 실리콘(a-Si) 및 무기물 태양전지(copper indium gallium selenide solar cells; CIGS)를 의료용 방사선 선량계로 적용하려는 시도가 있었다. 그러나 강한 방사선 내성을 가지는 페로브스카이트 태양전지의 활용은 연구되지 않았고, 이에 우주와 같은 극한 환경에서도 활용이 가능한지 검증하려 선형입자가속기를 사용한 방사선 노출 실험을 진행했다.
이번 연구는 극한 환경을 모사하기 위해 페로브스카이트 태양 전지에 6 MeV 전자빔을 조사하는 것이 최초로 시도됐다. 치료용으로 사용되는 방사선의 노출량보다 수준을 높여 극한 수준의 노출량까지 검증을 진행하고, 특정 수준에서의 페로브스카이트 결정 내부 결함 발생과 태양전지 성능 저하를 제시했다.
또한 연구팀은 광학적 분석과 시뮬레이션을 통해 페로브스카이트 결정 내부 결함을 교차 검증했으며, 페로브스카이트 태양전지의 극한 환경 활용 가능성을 제시했다. 하지만 우주와 같은 극한 환경에 활용하려면 페로브스카이트 태양전지 자체의 안정성을 유지하기 위해 추가적 연구가 필요하다.
한편, 류승윤 교수는 “최근 여러 분야에서 융합 및 공동연구에 대한 필요성이 대두되고 있다. 각 분야의 전문가들이 만나 기술이 더욱 첨예해질 수 있다 생각한다”며 “조신행 교수님 연구팀과 서로의 지식을 나누며 극한 환경에 적응할 기술을 연구할 수 있었다”고 밝혔다.