국내 연구진, 고효율 고분자 광전자 소자 개발

고분자 발광다이오드와 태양전지를 상용화 할 수 있는 길이 열렸다.

미래창조과학부는 울산과학기술대학교(UNIST) 친환경에너지공학부 김진영·김병수 교수와 최효성 박사연구팀이 은나노 입자가 코팅된 탄소입자를 이용해 고분자 광전자 소자의 효율을 개선했다고 24일 밝혔다.

고분자 광전자 소자는 유기고분자를 이용해 전기로 빛을 내거나 빛을 받아 전기로 변환시키는 소자다.

그동안 발광다이오드나 태양전지의 효율을 조금씩 개선한 사례는 있었지만 고분자를 이용해 발광다이오드와 태양전지의 효율을 동시에 높인 것은 이번이 처음이다.

고분자 유기물을 이용하는 경우 실리콘 같은 무기물보다 제작비용이 저렴하고 용액공정으로 박막제작이 가능하기 때문에 다양한 분야에 응용할 수 있지만 효율이 낮다는 한계가 있었다.

연구팀은 은나노 입자를 만드는데 하루 이상 걸리던 방법을 자외선을 쬐는 획기적인 방법으로 20분으로 단축했다. 광전자소자의 성능도 향상시켰다.

이를 토대로 연구팀은 액체상태의 탄소나노입자와 은나노입자 복합체를 합성하고 이를 전극 위에 코팅한 고분자 발광다이오드와 태양전지를 개발했다.

김진영 교수는 “합성된 복합체는 용액공정이 가능하며 소자에 바로 적용이 가능해 모든 박막 광전자소자의 원천기술로 선도국과의 격차를 줄일 수 있을 것”이라고 말했다.

연구결과는 네이처 포토닉스(Nature Photonics IF 27.254)지 온라인 판 7월 21일자에 게재됐다.

김은경 기자 cr21@