한국연구재단은 심재원 고려대 전기전자공학부 교수 연구팀이 박재홍 이화여대 화학나노과학과 교수 연구팀과 공동으로 차세대 실내용 유기 광전지 광학 효율과 안전성을 높이는 기술을 개발했다고 31일 밝혔다.
실내용 유기광전지는 실내조명과 같은 낮은 세기의 빛 에너지에서 전력을 생산하는 것으로, 저전력 실내 전자장치의 차세대 광원으로 주목받고 있다. 현재까지 개발된 실내 광전지는 전력변환 효율과 수명이 낮다는 한계가 있었다.
연구팀은 자기조립단층(SAM) 기반의 재료 중 특정 물질(2PACz)을 광활성층에 적용해 실내 광전지의 재결합과 누설 전류를 억제함으로써 광학손실을 최소화했다. 또 특정 물질(2PACz)로 처리한 인듐주석산화물(ITO)을 사용해 보다 효율적인 경로로 전하 이동을 수행할 수 있게 구현했다.
이를 통해 일반 실내조명 환경에서 36% 이상에 달하는 세계 최고 효율을 기록했다고 연구팀은 설명했다. 아울러 캡슐화 없이 대기 중에서 1800시간 후에도 초기 효율의 95% 이상을 유지해 장기적 안전성이 매우 우수한 것을 확인했다.
심재원 고려대 교수는 "실내 광전지가 높은 효율과 장기적 안정성을 동시에 달성할 수 있음을 보여준 연구결과로, 웨어러블 전자 기기와 실내 환경 등에서 기존 전원의 의존도를 낮추는 데 기여할 것"이라고 말했다.
이 연구결과는 국제 학술지 '나노 에너지(지난 3월 7일)'에 실렸다.이준기기자 bongchu@dt.co.kr
