국립금오공과대학교(총장 곽호상) 고분자공학과 이원호 교수 연구팀이 최근 발표한 연구 결과가 화학 재료 분야의 국제 저명학술지 게재됐다.

  논문 제목은 ‘Enhancing the performance of indoor organic photovoltaics through precise modulation of chlorine density in wide bandgap random copolymers(실내 유기 태양전지의 성능 향상을 위한 넓은 밴드갭 랜덤 공중합체에서 염소 밀도의 정밀 조절)’로, SCI급 국제학술지인 ‘Journal of Materials Chemistry A(상위 10%, IF 11.9)’에 2월 7일자로 게재됐다. 실내 유기 태양전지 성능 향상 및 원인 규명에 관한 이 연구는 본 학술지의 표지 커버 논문으로도 선정됐다.

  국립금오공과대학교 차세대 고분자 전자재료 연구실(Advanced Polymers for Electronics Lab.)의 이원호 교수 연구팀은 고분자 도너 물질에 염소(Chlorine)를 체계적으로 도입하여 실내 유기 태양전지의 효율을 높일 수 있는 새로운 물질을 개발했다. 염소 도입이라는 전략은 합성이 간단하면서도 저조도 환경에서 발생하는 전압손실을 최소화 하는데, 이를 통해 풀러렌 억셉터 기반의 유기 태양전지가 형광등 조명 조건에서 높은 전력 변환 효율을 달성하는 것을 확인했다. 

  이 연구는 실내 광원을 활용한 에너지 수확 분야에 중요한 기술적 진보를 보여주는 것이다. 또한 에너지레벨, 광흡수, 모폴로지를 포함한 포괄적인 분석을 통해 염소의 밀도 증가가 실내 유기 태양전지의 성능에 어떠한 영향을 미치는지 상세히 설명하는 한편, 실내 응용을 위한 고성능 및 고효율 장치의 최적화 설계 등에도 통찰력을 제공한다.

  이번 연구 논문의 제1저자인 고분자공학과 석사과정 김소영 학생은 “이번 연구를 통해 실내 유기 태양전지의 성능을 향상시킬 수 있는 성과를 창출한 것에서 나아가 다양한 현상의 원인을 관찰하고 규명하면서 연구 자체에 대한 흥미도 깊어졌다.”며, “향후에도 관련 연구를 지속적으로 이어가며 과학계에 기여하는 연구자가 되도록 하겠다.”고 밝혔다.

  지도교수인 이원호 교수는 “탄소중립 실현을 위해서는 다양한 형태의 자원을 전기 에너지로 변환시키는 연구가 필수적인대, 이번 연구는 저비용 소재 개발을 통해 실내광을 효과적으로 하베스팅 할 수 있는 방향을 제시했다는 점에서 의미가 있다.”고 밝혔다.

  이번 연구는 국립금오공과대학교 차세대 고분자 전자재료 연구실(Advanced Polymers for Electronics Lab., 지도교수 이원호) 주도 아래, 고려대 심재원 교수와 경북대 차효정 교수 연구팀과의 공동연구를 통해 진행됐다. 교육부 4단계 BK21사업, 한국연구재단 기초연구실사업, 중견연구자 지원사업, 지역대학 우수과학자 지원사업으로 수행됐다.

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