대표적인 2차원소재인 그래핀은 매우 우수한 전기적, 광학적, 역학적, 열적 특성을 가지고 있으며, 이러한 특성들을 이용하기 위한 예로써 투명전극으로 활용이 활발하게 연구되고 있다. 본 강연에서는 이러한 대면적 박막소재를 제조하는 방법 중 하나인 화학기상증착법에 대해 소개하고, 그래핀을 다른 금속산화물 박막과 접목하여 태양전지와 스마트-윈도우로의 응용 가능성과 미래전자소재 및 소자에 대해서 이야기하고자 한다.
두번째로, 그래핀을 투명전극으로 활용하여 태양전지에 응용하는 사례가 많은데, 대부분의 연구가 빛이 투과되어야 하는 양극을 그래핀을 사용한 내용으로 집중되어 있다. 한편, 그래핀을 양극과 음극에 모두 적용할 경우 빛이 투과할 수 있는 태양전지의 제작이 가능하며, 이는 건물의 창호에 적용이 가능할 것이다. 그러나 그래핀을 양쪽 전극으로 활용할 경우 태양전지의 액티브 소재와 에너지 밴드를 맞춰야 하는 이슈가 있어서 양극은 일함수가 크고 음극은 일함수가 상대적으로 작아야 한다. 그러므로 이러한 연구를 진행하기 위해서는 도핑된 그래핀의 연구가 필요하다.
세번째로, 그래핀을 써모크로믹 소재인 이산화바나늄 박막과 접목했을 때 개선되는 광전기적 특성과 이를 스마트 윈도우에 적용해본 연구를 소개한다. 이산화바나듐은 온도에 의해서 상전이가 일어나는 소재로써 67℃ 이하에서는 절연체이면서 광-투과도가 좋고, 그 이상의 온도에서는 도체이면서 광-투과도가 좋지않게 된다. 이러한 현상을 이용하여, 여름에는 햇볕을 차단하고 겨울에는 햇볕이 잘 드는 스마트 윈도우로의 응용이 가능하다.
상기와 관련한 더욱 상세한 내용들은 강연에서 소개할 예정이다.
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(초청자: 조연정)