차세대 유기 태양전지 개발 청신호

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2006-03-16 11:55

포항--(뉴스와이어)--차세대 태양전지 효율을 획기적으로 개선할 수 있는 물질이 한국 과학자들에 의해 밝혀 졌다.

영국 임페리얼 칼리지 김영규 박사, 포항가속기연구소 이문호 박사, 부산대 하창식 교수 연구팀은 공동연구를 통해 폴리티온펜 유도체(P3HT) 반도체 박막의 특성 및 나노구조를 분석하는데 성공했다.

이번 연구 결과는 세계적인 과학전문지 네이처 머티리얼즈(Nature Materials) 誌 3월호에 발표되었다.

빛에너지를 전기에너지로 직접 변환시키는 태양전지는 구성 물질에 따라 무기물, 유기물 태양전지로 나뉜다. 무기물 태양전지는 에너지 전환 효율성은 높으나 가격이 비싸고 자유자재로 만들 수 없다는 단점이 있는 반면에, 유기물 태양전지는 제작 공정이 비교적 간단하고 비용이 저렴하며 자유자재로 만들 수 있다는 장점이 있다.

그동안 P3HT와 풀러렌이 혼합된 고분자 재료가 값싸고 범용적인 유기물 태양전지 개발에 적합한 물질로 주목을 받아 왔지만 이 물질에 대한 핵심정보는 제대로 규명이 되지 않았다.

공동연구팀은 차세대 유기 태양전지 개발의 핵심 물질인 P3HT의 입체적 규칙성이 좋으며, 풀러렌이 혼합된 고분자재료가 에너지 전환 효율에 탁월한 나노구조로 배향되어 있음을 포항방사광가속기를 통하여 최초로 밝힌 것이다.

본 연구는 과학기술부 기초과학연구사업을 통해 지원받고 있는 포항가속기연구소(소장 고인수)에서 이루어졌다.

지난해 에딘버러에서 열린 G8 정상회담과 교토의정서로 인해 새로운 대체 에너지 개발에 대한 사회적 관심이 촉구되는 가운데 상용화를 앞당길 유기 태양전지 개발에 적합한 재료를 찾았다는 점이 중요하다.

김영규 박사는 “이번 연구를 토대로 세계 최고 수준에 이르는 5% 이상의 P3HT (고)분자형 유기 태양전지 효율성 입증해 보였으며, 머지않아 태양전지 효율성이 10%에 이르면 상용화의 길이 펼쳐질 것으로 예상한다.”며, “나아가, 이로 인해 유연하게 접거나 말 수 있는 휴대용 디스플레이(TFT LCD, 유기 EL, OLED 등) 시장과 전자종이 개발에도 한층 더 탄력을 받을 것이다.”라고 말했다.

▶ 주 연구자

김영규 박사(金澪圭 : 36세, 임페리얼 칼리지)

주요약력 (생년월일 : 1970년 10월 15일)

- 1996년 부산대 고분자공학과/포스텍 화학과에서 공동 연구한 “나노고분자재료 및 유기전기발광소자 (OLED)”로 공학박사학위 취득
- 고등기술연구원에서 연구를 수행. 한국의 OLED디스플레이 연구회 초기 창립회원.
- 독보적 반도체폴리이미드 연구결과 토대로 설립한 벤처회사의 초기자본유치(해외포함)에 핵심적인 역할
- 2002년부터 영국 임페리얼 칼리지 물리학과에서 유기태양전지 프로젝트 참여와 “유기(고분자)태양전지”로 2005년 말 이학박사 학위 취득
- 100여편 국내 및 해외(미국, 일본, 세계) 특허 출원/등록. 70여편 SCI논문.
- 현재 영국물리연구소, 미국전기공학회/화학회/물리학회 등 주요 저널 심사위원
- 주 연구 분야 : 유기반도체를 이용한 유기나노전자

웹사이트: http://www.postech.ac.kr