나노기술 및 정책 정보

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광주과학기술원(GIST) 이은지 교수 연구팀이 유기태양전지 광활성층에 전도성 고분자 나노전선을 도입해 태양광 조사 시 전지의 효율과 안정성을 동시에 확보할 수 있는 기술을 개발함. 연구팀은 폴리헥실싸이오펜이라는 전도성 고분자의 결정을 유도해 약 10나노미터 두께인 나노전선을 만든 뒤 플러렌 유도체와 혼합해 이종 접합 구조를 갖는 광활성층 박막을 제조함. 이를 통해 열이나 용매를 이용한 후처리 공정없이도 광전변환효율을 극대화할 수 있도록 했고 광 조사에 따른 형태 구조와 효율변화를 측정함. 그 결과 일반적인 광활성층의 경우 40시간 동안 광조사 후 초기 효율 대비 40% 이상의 성능 저하를 보인 반면 나노전선 기반의 광활성층은 광조사 후에도 초기 효율 대비 15%의 성능저하만을 보임. 또한, 연구팀은 이러한 유기태양전지 광활성층의 형태학적 구조와 효율 저하의 상관관계를 3차원 투과전자현미경 토모그래피 및 전산모사 분석법으로 최초로 규명함. 이번 결과로 기존 고효율 유기태양전지의 장기 안정성을 재평가하고 문제점을 개선해 상용화에 기여할 수 있기를 기대함

※ Journal of Materials Chemistry A 게재

※ 한국연구재단 기초연구사업, 기후변화대응기술개발사업 지원