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24권3호(2021) |수록논문 수 : 16
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24권5호(2021년 10월) 수록논문
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1페로브스카이트 소재의 광전자 특성 분석

저자 : 이원종 ( Wonjong Lee ) , 최하정 ( Hajeong Choi ) , 임종철 ( Jongchul Lim )

발행기관 : 한국공업화학회 간행물 : 공업화학전망 24권 5호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 1-14 (14 pages)

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유무기 하이브리드 금속-할라이드계 페로브스카이트(organic-inorganic metal halide perovskite) 페로브스카이트 반도체 소재는 광전자 소자와 소재 연구에 새로운 연구 흐름을 만들고 있다. 태양전지 성능이 불과 과거 몇 년 사이의 짧은 연구 기간에도 불구하고, 광-전 변환 소자 중에서도 단일 소자와 적층 소자(tandem)에서 높은 광-전 변환 효율을 나타내기 때문이다. 이러한 급격한 연구 성과와 성장에도 불구하고, 페로브스카이트 소재의 다양한 광전자 특성의 평가와 결과에 대한 논의가 필요한 상황이다. 특히 내부 이온 이동이 광전자 원거리 이동 특성 평가와 해석에 영향을 주는 경우, 페로브스카이트 소재를 기반으로 한 다양한 광전자 소자의 성능 향상과 해석에 여전히 모호함을 준다. 달리 얘기하면, 이 소재의 기초 특성을 이해하고자 적용하는 다양한 기존 특성 평가 분석법의 활용과 해석에도 복잡한 영향을 미치고 있다고 할 수 있다. 이러한 페로브스카이트 소재 내에서 광전자 원거리 이동을 측정하는 새로운 방법을 소개하고자 한다. 첫 번째 방법으로, Quasi-steady 상태에서 광전도도를 전기적 특성으로 측정하고, 광조사 하에 투과 및 반사를 광학적으로 측정하여, 전도도와 광전자 밀도를 동시에 평가하는 방법으로, photo-induced transmission and reflection (PITR) 분광분석법이다. 이 분광분석법은 실제 소자의 구동조건을 구현한 상태에서 광전자의 원거리 이동에서 발생하는 광전자 밀도 변화를 반영한 광전자 이동도 특성 평가라는 장점을 가지고 있다. 두 번째 방법으로, 기존의 연속 전압 인가 방법 대신 펄스형 전압 인가 방식을 도입하는 방법으로, pulsed voltage space charge limited current (PV-SCLC) 분석법이다. 이는 펄스형 전압 인가 방법으로 이온의 이동을 최소화하여, 전류-전압 측정에서 히스테리시스가 없고 측정결과의 재현성과 신뢰도가 매우 높은 장점이 있다.

2비풀러렌 소재 기반 유기태양전지 연구 동향 및 전망

저자 : 이재원 ( Jaewon Lee )

발행기관 : 한국공업화학회 간행물 : 공업화학전망 24권 5호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 15-29 (15 pages)

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최근 유기태양전지 분야의 큰 진보는 비풀러렌 전자수용체 소재의 등장에 의해 달성되었다. 비풀러렌 기반 유기광활성층은 기존 풀러렌 기반 소자의 내재적 한계로 지적되던 높은 에너지 손실을 극복하고 동시에 소재의 흡광대역 확장을 통한 광전류밀도 증가로 유기태양전지 성능을 지속적으로 개선하고 있다. 더불어 비풀러렌 소재는 화학 구조의 개질 용이성으로 밴드갭 자유 제어가 가능하므로, 광활성층의 흡광 대역을 정밀하게 제어하면 반투명 태양전지, 실내 저조도 태양전지, 파장선택적 광검출기, 소재융합형 소자 등 다양한 광전자소자 응용이 가능하여 주목받고 있다. 본 기고문에서는 유기태양전지 광활성층에 활용되는 비풀러렌 소재의 최신 연구 동향과 전망을 다루고자 한다.

3페로브스카이트 나노결정의 결점 엔지니어링 및 태양전지 응용 기술

저자 : 진해담 ( Haedam Jin ) , 김미경 ( Mi Kyong Kim ) , 차정범 ( Jeongbeom Cha ) , 김민 ( Min Kim )

발행기관 : 한국공업화학회 간행물 : 공업화학전망 24권 5호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 30-46 (17 pages)

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페로브스카이트 나노결정의 뛰어난 광전기적 특성과 표면 개질 용이성, 그리고 다양한 용액 공정 응용 가능성을 바탕으로 나노결정을 활용한 태양전지 응용 기술에 대한 연구가 폭넓게 진행되고 있다. 나노결정의 표면 및 결점 제어에 대한 화학적 이해와 공학적 제어 기술을 적용하여 다양한 광전소자의 효율을 향상시켜 왔으며, 최근 16.6% 광전효율의 페로브스카이트 나노결정 태양전지가 발표되었다. 나노결정을 태양전지에 활용하기 위해서는 광전특성 뿐만 아니라 연속적인 구동 안정성이 확보되어야 하며, 이를 위해서는 나노결정의 반응성이 높은 표면을 효율적으로 개질해야 한다. 이 총설에서는 페로브스카이트 나노결정의 표면 화학에 대한 기본 이해와 이를 제어하기 위한 리간드 치환 방법, 그리고 나노결정을 태양전지에 적용하기 위한 공학적 접근법에 대한 다양한 연구를 소개하고자 한다.

4팔만대장경을 알아보다

저자 : 전성운

발행기관 : 한국공업화학회 간행물 : 공업화학전망 24권 5호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 47-49 (3 pages)

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5쇼스타코비치의 교향곡 5번

저자 : 강정원

발행기관 : 한국공업화학회 간행물 : 공업화학전망 24권 5호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 50-51 (2 pages)

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6골프 시장

저자 : 이봉진

발행기관 : 한국공업화학회 간행물 : 공업화학전망 24권 5호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 52-53 (2 pages)

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10저장대 (Zhejiang University): 발광 전기화학적 반응 통해 고해상도로 표면과 세포의 영상화 가능

저자 : 손희상

발행기관 : 한국공업화학회 간행물 : 공업화학전망 24권 5호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 57-57 (1 pages)

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1전산모델링 기반 기능성 유리 소재 연구동향

저자 : 안용남 ( Yong Nam Ahn )

발행기관 : 한국공업화학회 간행물 : 공업화학전망 24권 3호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 1-13 (13 pages)

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유리 소재는 뛰어난 기계적, 화학적, 광학 특성으로 인해 다양한 영역에서 광범위하게 활용되어 왔으며, 최근에는 특정 물성이 강화된 기능성 유리 수요가 다양한 산업 영역에서 급속히 증가하고 있다. 유리 소재 분야에서의 연구 개발은 유리 특유의 비정질 구조 및 다원소 조성 특성에 의한 복합성 때문에 전통적으로 경험에 기반한 실험기법에 의존하여 왔다. 그러나 적용 분야에 따른 맞춤형 물성 강화에 대한 필요성이 증대됨에 따라, 핵심 물성 발현원리 등을 원자 단위에서 이해하고 이를 바탕으로 기능성 유리 소재를 설계하는 접근법이 주목받고 있다. 원자단위 시뮬레이션 및 이론 기반 모델링은 유리 소재의 다양한 물성과 조성 변화에 따른 원자 구조의 상관관계를 매우 효율적으로 분석할 수 있는 기법이다. 본 기고문 에서는 밀도범함수이론, 분자동역학 및 위상속박이론을 활용한 기능성 유리 소재 개발 및 연구 동향에 대해서 소개하고자 한다.

2고분자 전해질막 연료전지 전극층에서의 분자동역학 연구

저자 : 강혜수 ( Haisu Kang ) , 권성현 ( Sung Hyun Kwon ) , 이승걸 ( Seung Geol Lee )

발행기관 : 한국공업화학회 간행물 : 공업화학전망 24권 3호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 14-27 (14 pages)

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수소 에너지는 환경 문제를 최소화하고 고갈되는 화석연료를 대체할 수 있는 에너지원으로 각광을 받고 있다. 수소연료전지는 이러한 수소를 에너지원으로 사용하고 수소를 전기에너지로 전환하여 그 부산물로 물을 만드는 대표적인 친환경 전기화학 장치이다. 고분자 전해질막 연료전지는 수소이온교환 특성을 갖는 고분자막을 전해질로 사용하는 연료전지로 막전극집합체의 전극층은 촉매가 포함된 고분자 전해질막 연료전지의 주요 요소 중의 하나이다. 소재개발 측면에서 고분자 전해질막 연료전지 전극층 핵심 소재의 물성 발현 원리 등을 이해하고 최적화된 소재 설계를 위해서는 원자레벨에서의 소재 설계 접근법이 필요하다. 따라서 실험적인 연구가 어려운 부분과 원자단위에서의 물질 현상에 대한 이해 그리고 연구 개발의 효율성 증진을 위해 전산재료과학(computational materials science) 기술이 광범위하게 활용될 수 있다. 본 기고문에서는 고분자 전해질막 연료전지에서의 전극층 소재에 대한 분자동역학 기반의 전산모사 활용과 연구동향에 대하여 소개하고자 한다.

3유동하 고분자 용융체의 다중스케일 전산모사 기법과 응용

저자 : 김준모 ( Jun Mo Kim )

발행기관 : 한국공업화학회 간행물 : 공업화학전망 24권 3호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 28-41 (14 pages)

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고분자 시스템의 경우 매우 상이한 시간 및 길이 스케일(time and length scale)에 연관된 복잡한 내부 구조(internal structure)를 가지고 있기 때문에 전통적인 실험 방법만으로는 체계적이고 종합적인 연구가 쉽지 않다. 최근 다양한 시간 및 길이 스케일에 연관된 연구를 진행할 수 있는 다중 스케일 전산 모사(multiscale computer simulation) 방법은 이러한 고분자 시스템 연구에 있어서 새로운 대안으로 각광받고 있다. 본 논문에서는 최근 급격한 발전을 이룬 고분자 용액(polymeric liquid) 시스템에 대한 평형(equilibrium) 및 비평형(nonequilibrium) 전산 모사(computer simulation) 방법들에 관해 소개하고 이를 통합적으로 해석할 수 있는 다중 스케일 전산 모사 방법에 대해 여러 가지 사례를 들어 살펴보았다.

4왕부지, 기(氣)철학으로 새로운 세상을 꿈꾸다

저자 : 이상은

발행기관 : 한국공업화학회 간행물 : 공업화학전망 24권 3호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 42-45 (4 pages)

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5바흐의 마태 수난곡

저자 : 강정원

발행기관 : 한국공업화학회 간행물 : 공업화학전망 24권 3호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 46-48 (3 pages)

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6골프 유머

저자 : 이봉진

발행기관 : 한국공업화학회 간행물 : 공업화학전망 24권 3호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 49-50 (2 pages)

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7AI와 머신 러닝을 이용한 역설계 기법으로 신소재 개발 공정 혁신 “20년 걸리던 신소재 개발 5년이면 충분”

저자 : 강상현 , 이승걸

발행기관 : 한국공업화학회 간행물 : 공업화학전망 24권 3호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 51-51 (1 pages)

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8메탄올 합성반응에서의 새로운 촉매반응경로

저자 : 김성탁

발행기관 : 한국공업화학회 간행물 : 공업화학전망 24권 3호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 52-53 (2 pages)

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9나노셀룰로스 기반 산소차단성 생분해 투명 필름

저자 : 진정호

발행기관 : 한국공업화학회 간행물 : 공업화학전망 24권 3호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 54-54 (1 pages)

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10UC Berkeley: 물과 열 또는 빛에 의해 활성화되는 효소 입자 통해 단기간 분해 가능 플라스틱 개발

저자 : 손희상

발행기관 : 한국공업화학회 간행물 : 공업화학전망 24권 3호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 55-56 (2 pages)

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