광주과학기술원(GIST · 총장 선우중호) 고등광기술연구소의 이창렬 박사는 영국 연구팀과 공동으로 삼중항 여기자(Triplet Excitons)를 이용한 고분자 태양전지의 한계요소를 새롭게 구명했다고 13일 밝혔다.
이 박사는 영국 케임브리지대학 닐 그림함 교수팀과 국제연구를 통해 삼중항 여기자 생성원인 인광염료를 고분자에 혼합하는 것만으로 고분자 태양전지의 효율향상이 보장되는 것은 아니라는 사실을 실험적으로 검증하는 데 성공했다. 이 같은 연구결과는 차세대 전지로 주목받고 있는 고분자 태양전지의 고효율을 달성할 수 있는 새로운 소재 및 소자 개발의 가능성을 제공하는 단초가 될 수 있다는 점에 큰 의미를 지닌다. 세계적인 재료공학분야 국제학술지인 `어드밴스드 펑셔널 머티리얼스`지에 지난 9일 게재됐다.
이 박사는 이번 연구에서 인광염료가 도핑된 두 가지 구조의 태양전지를 분광학적으로 비교 분석해 인광염료가 혼합된 고분자 태양전지에서 삼중항 여기자의 생성 · 이동 · 소멸 등에 관한 원천적인 정보를 찾아냄으로써 삼중항 여기자를 이용한 고분자 태양전지의 한계요소를 찾아냈다. 지금까지 진행된 대부분의 연구는 이종접합구조의 고분자 태양전지에서 인광염료 도핑에 의한 폴라론(Polaron:고체의 변형을 수반하며 운동하는 상태의 전자)의 밀도변화와 같은 분광학적 연구 없이 단순히 인광염료를 도핑할 경우 태양전지의 효율이 증가한다는 것을 보고하는 데 그치고 있다.
이 박사는 “삼중항 여기자를 이용한 고효율의 고분자 태양전지를 구현하는 것은 현재 전 세계적으로 뜨거운 관심을 받고 있는 새로운 연구 분야”라면서 “고효율 고분자 태양전지를 개발해 상용화를 앞당길 수 있는 연구의 귀중한 정보가 됐으면 한다”고 말했다.
광주=김한식기자 hskim@etnews.co.kr
