고효율 고분자 광전자 소자개발
고효율 고분자 광전자 소자개발 나노입자의 클러스터링 효과를 이용해 태양전지 등에서 소자 효율 상승 효과
□ 고분자 유기물을 이용하는 경우 실리콘 같은 무기물보다 제작비용이 저렴하고 용액공정으로 박막제작이 가능하기 때문에 다양한 분야에 응용할 수 있지만 효율이 낮다는 한계가 있었다.
o 효율향상을 위해 금, 은, 구리와 같은 금속나노입자의 표면플라즈몬 공명* 현상을 이용하려는 연구가 활발하나 이를 위해서는 나노입자의 크기나 모양을 변화시키거나 두 종류 이상의 금속나노입자를 동시에 사용해야만 하는 번거로움이 있었다.
* 표면플라즈몬 공명(surface plasmon resonance) : 금속과 유전체 사이의 경계면에서 발생하는 전자들의 집단적인 진동이 만드는 공명 현상
□ 금번 연구의 핵심은 표면 플라즈몬 공명현상을 일으키는데 필요한 은나노 입자를 만드는데 그간 하루 이상 걸리던 방법을 자외선을 쬐는 획기적인 방법으로 20분으로 단축함으로써 광전자소자의 성능을 대폭 향상시켰다
□ 이를 토대로 연구팀은 액체상태의 탄소나노입자와 은나노입자 복합체를 합성하고, 이를 전극 위에 코팅한 고분자 발광다이오드와 태양전지를 개발하였으며
 o 이를 통해 고분자 발광다이오드 소자 효율을 기존 11.65cd/A에서 27.16 cd/A로 200%이상, 고분자 태양전지 소자 효율은 7.53%에서 8.31%로 10% 이상 향상시킬 수 있었다.
* 일반적으로 고분자 발광다이오드 소자 효율은 30cd/A 이상, 고분자 태양전지 소자효율은 10% 이상이면 제품 상용화에 활용가능
□ 김진영 교수는“합성된 복합체는 용액공정이 가능하며 추가적인 정제, 분산, 열처리 과정 없이 소자에 바로 적용이 가능함에 따라 모든 박막 광전자소자에 적용 가능한 원천기술로 차세대 광전자 소자 개발 선도국과의 격차를 줄일 수 있을 것”이라고 밝혔다.
고분자 태양전지 소자효율은 몇 퍼센트 이상을 기록하면 제품 상용화에 활용이 가능할까 몇 퍼센트 이상의 고분자 태양전지 소자효율을 달성하면 제품 상용화에 이용이 가능하지