GIST, 유기 태양전지 효율 향상 원리 첫 규명
 


국내 연구진이 차세대 에너지원으로 주목받고 있는 ‘유기 태양전지’에 사용되는 공액고분자 전해질의 구동 원리를 세계 최초로 규명하는데 성공했다. 이번 연구 결과는 유기 태양전지의 효율을 획기적으로 향상시킬 뿐 아니라, 유기 전자소자의 기능을 개선할 방법으로 기대되고 있다.

이광희 GIST 신소재공학부 이광희 교수가 주도하고 이병훈 GIST차세대에너지연구소 박사가 수행한 이번 연구는 미래창조과학부의 중견연구자지원사업과 선도연구센터사업 지원과 함께 광주시 지원을 통해 수행됐다. 이 연구결과는 재료과학 분야의 저명한 국제학술지인 어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈 최신호 표지논문에 게재됐다.

‘공액고분자 전해질’은 공액고분자에 이온을 결합한 형태의 고분자로서, 유기 태양전지의 전극 표면에 흡착해 전자의 이동을 쉽게 하는 물질로 각광받아 왔다.

전자의 이동이 쉬워지면 그만큼 유기 태양전지의 성능이 개선될 수 있는데, 공액고분자 전해질의 특성과 역할에 대한 규명이 명확히 이루어지지 않아 유기 태양전지의 성능 제어에 어려움을 겪어왔다.

연구팀은 교신저자인 우한영 부산대 나노융합공학과 교수와 공동연구를 통해 이온 농도가 다른 여러 종류의 공액고분자 전해질을 개발했다.

이온 농도가 다른 여러 종류의 공액고분자 전해질을 유기 태양전지에 적용해 성능을 분석한 결과, ‘공액고분자 전해질 속의 이온이 소자 성능을 결정짓는 핵심 역할을 하고 있으며, 이온의 농도를 조절함으로써 유기 태양전지의 성능을 제어할 수 있음’을 발견했다.

이광희 교수는 “이번 연구를 통해 공액고분자 전해질을 기반으로 하는 유기 태양전지의 구동 원리를 이해할 수 있게 되었다”며 “향후 효율이 높고 안정성을 지닌 휘어지는 유기 태양전지와 유기 전자소자의 상용화를 앞당겨 광주지역 전략산업인 태양광산업 발전에 기여할 것”이라고 말했다.