[화학과] 황도훈 교수 연구팀
광전변환 효율 높은 유기태양전지 소재 개발



화학과 황도훈 교수 연구팀이 빛에너지를 전기에너지로 바꾸는 광-전(光-電) 변환 효율이 세계 최고 수준인 유기태양전지 광 활성 소재 개발에 성공했다.

관련 연구는 영국 왕립 화학회에서 발행하는 에너지 환경 분야의 최고 권위지인 『에너지와 환경과학(Energy & Environmental Science)』(IF=20.523) 의 온라인판 6월 22일에 게재됐다.

유기태양전지의 광-전 변환 효율은 최근 새로운 광활성층 재료의 개발과 소자구조의 혁신을 통해 꾸준히 향상되고 있다. 유기태양전지는 용액 공정을 통해 제작이 가능해 생산 비용을 낮출 수 있고, 충격에 강하고 가벼우며 구부리거나 휠 수 있어 다양한 제품화 가능성을 지니지만, 지금까지 개발된 재료들은 합성 경로가 복잡하고 어려워 상용화에는 적합하지 않다는 단점이 지적돼 왔다.

이번에 황 교수팀이 광 활성 소재로 개발한 반도체성 유기 고분자는 단위 소자에서 9.21%의 높은 광-전 변환 효율을 보였다. 9% 이상의 효율이 보고된 광 활성 고분자 소재는 매우 드물며, 특히 이번 연구에서 개발된 고분자 소재는 상용화에 적합하도록 단순한 구조들로 이루어진 것이 특징이다.

연구팀은 향후 추가적인 분자 설계를 통해 결정성을 높이고 결정의 배향을 조절한다면 더 높은 광-전 변환 효율을 얻을 수 있을 것으로 기대하고 있다.

한편, 이번 연구는 중견연구자지원사업, 소프트일렉트로닉스사업단 및 조선해양플랜트 글로벌핵심연구센터의 지원으로 이루어졌다. 또한 제1저자로 참여한 김지훈 (박사과정 12학번) 씨는 한국연구재단으로부터 글로벌 박사 펠로우십 지원을 받고 있다.

* 사진 왼쪽부터 황도훈 교수, 김지훈 씨
(2015.7.8.)