GIST 연구팀, '원천 유기전자소재' 세계 최초 개발

유기태양전지, 휘어지는 디스플레이, 유기트랜지스터 상용화 기대


국내 연구진이 유기 전자소자의 성능을 획기적으로 향상하는 핵심 원천 유기전자소재를 세계 최초로 개발했다.

GIST는 이광희 신소재공학부 교수와 GIST 차세대에너지연구소(RISE) 김희주 박사가 주도(공동 교신저자)하고, 나노바이오전자재료공학과 권순철 박사과정생(제1저자)이 유기 반도체의 분자배열을 자동으로 정렬시키는 기술을 개발했다고 24일 밝혔다.

이번 연구는 전하 이동도를 최대 100배 향상해 기존의 고온 공정 대신 상온에서도 제작할 수 있는 것으로 알려졌다. 이를 통해 유기태양전지, 휘어지는 디스플레이, 유기트랜지스터 등 유기 전자소자의 성능 개선과 상용화 시기를 크게 앞당길 것으로 기대되고 있다.

연구팀은 용액상태의 유기반도체에 정전기 특성이 있는 고분자 지지체를 혼합해 화학적 결합을 유도한 결과, 유기 분자를 고분자 지지체에 규칙적으로 정렬시키는 데 성공했다.

또한, 기존의 고온 공정과 달리 상온에서도 자유롭게 유기 분자를 제어할 수 있게 돼, 유기태양전지나 휘어지는 디스플레이 등 다양한 구조의 유기 전자소자에도 적용할 수 있다.

이광희 교수는 "이번 연구결과는 기존의 유기분자 정렬방법을 뛰어넘는 혁신적인 정렬방법을 제시했다"라며 "상온에서도 고성능의 유기 전자소자를 제작할 수 있어 앞으로 차세대 유기전자소자 및 웨어러블 디바이스의 상용화를 앞당길 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.

이번 연구는 한국연구재단이 추진하는 선도연구센터사업(NCRC)과 지스트 차세대태양전지 기술개발사업의 지원으로 수행됐다. 연구 결과는 '네이처' 자매지인 '네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)' 18일 자 온라인 논문으로 게재됐다.