국내 연구진이 고효율‧저비용 유기태양전지 상용화에 기여하는 유기반도체 물질을 개발했다.
포스텍 화학공학과 조길원 교수·이재원 박사 연구팀은 풀러렌(Fullerene) 유도체를 대체하는 새로운 유기반도체 물질을 이용해 고효율 유기태양전지를 만드는데 성공했다고 2월1일 발표했다.
풀러렌은 탄소 원자가 5각형과 6각형으로 결합한 축구공 모양의 저분자로 전도성은 높지만 생산단가가 비싸고 공기에 노출되면 쉽게 변질되는 단점으로 상용화에 걸림돌이 됐다.
연구팀은 페릴렌다이이미드(Perylenediimide)를 활용한 3차원 분자구조체를 제작하고 해당 구조체로 유기태양전지에 들어가는 반도체를 만들었다.
3차원 분자구조체는 전하 이동도를 크게 향상하고 기존 풀러렌에 비해 자외선 영역에서 빛 흡수를 높여 광전류를 증가시킬 수 있으며 풀러렌보다 제조코스트가 저렴하고 산화안정성도 훨씬 높은 것으로 알려졌다.
연구팀은 미래창조과학부 글로벌프론티어 소프트일렉트로닉스연구단의 지원으로 연구를 추진했으며 연구 결과는 소재 분야 권위지인 [Advanced Materials] 최신호 표지논문으로 게재됐다.
조길원 교수는 “우수한 태양전지로 응용할 수 있는 새로운 유기반도체 단분자의 분자설계 기준을 제시한 것에 의미가 있다”면서 “고효율·저비용 유기태양전지 상용화에 기여할 것으로 기대된다”고 강조했다.