KIST 기술개발, 유기태양전지 성능 3배 향상

국내 연구진이 유기 반도체의 분자 구동 원리를 규명함으로써 웨어러블.유기 태양전지 등의 성능을 대폭 높일 수 있는 기술을 개발했다.
한국과학기술원(KIST) 국가기반연구기술본부 광전하이브리드연구센터의 김봉수 책임연구원은 서로 다른 포화 탄화수소 체인을 저가의 유기반도체에 활용해 유기트랜지스터 또는 유기태양전지에 적합하도록 자유자재로 조절하는 기술을 개발했다고 10일 밝혔다.
웨어러블 전자기기가 발달하면서 휘어지는 유기반도체에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 유기반도체의 기본 요소인 분자들의 정렬 구조, 방향과 성능에 대한 상관관계가 명확히 밝혀지지 않아 기술 개발이 쉽지 않은 상황이었다.
이에 연구팀은 유기반도체 분자들의 상관관계를 밝히고 분자의 정렬을 조절함으로써 반도체 성능을 향상시키는 기술을 개발했다. 분자들이 한 쪽 방향으로 정렬하게 되면 전자가 특정 방향으로 전송되는 구조를 만들기 쉬워진다는 점을 밝혀내 유기반도체 소자들의 특성을 개선하고 조절했다. 이렇게 분자의 방향을 차별화시켜 정렬한 전자소자는 기존 일반 소자에 비해 유기 트랜지스터는 700배, 유기 태양전지는 3배 성능이 향상되는 것으로 나타났다.
김 책임연구원은 "유기반도체 물질의 화학구조 조절을 통한 유기트랜지스터나 유기태양전지 특성 향상을 위한 연구는 많이 진행되고 있으나 그 물질 배향 조절이 되는 근본적인 원인에 대해서는 아직 밝혀지지 않았다"며 "이번 연구는 유기분자 배향을 그 응용 목적에 따라 조절할 수 있는 방법을 열었다는 데 의의가 있다"고 말했다.
이번 연구결과는 나노화학 분야의 세계적인 저널 'ACS 나노'지 최신호에 실렸다.
[김미연 기자]