조길원(화공) 교수ㆍ고분자연구소 이재원(박사과정) 씨ㆍ김민(박사과정) 씨 연구팀이 유기태양전지용 광활성고분자의 ‘곁가지효과’를 규명하고, 이를 바탕으로 태양전지의 효율을 향상시킬 수 있는 기술을 개발했다. 유기태양전지는 상용화 수준의 효율을 내지 못하고 있어, 활성고분자들에 대한 많은 연구가 진행되는 분야이다.
이 연구는 특히 유기태양전지용 광활성고분자에 반드시 있는 곁가지의 새로운 효과를 규명해 학계의 주목을 받았다. 연구팀은 곁가지의 활용을 높이기 위해 빛에 반응하는 방향족 고리분자를 도입한 결과, 용해도뿐만 아니라 ‘광전기적 특성’을 크게 향상시킬 수 있었다. 이 새로운 곁가지를 이용하면 용해도는 3배 이상 증가될 뿐 아니라, 자외선-가시광선 영역에서의 빛 흡수를 크게 향상시켜, 기존 태양전지에 비해 80% 이상 효율을 증가시킬 수 있다.
조길원 교수는 “이번 연구성과는 유기태양전지용 광활성고분자의 곁가지효과를 분자구조 단위에서 규명하고 우수한 광전효율을 얻기 위한 화학구조 모델을 제시한 것”이라며 “이 연구를 바탕으로 현재보다 더 높은 효율의 광활성물질 개발은 물론 고효율 유기태양전지의 상용화에 기여할 것”이라고 말했다.
한편, 연구 결과는 <Advanced Energy Materials> 표지 논문으로 게재됐으며, 연구는 미래창조과학부 글로벌프론티어 소프트일렉트로닉스연구단의 지원으로 수행됐다.