포스텍-UNIST, 유기 태양전지 고효율 이론 정립…20%대 소재 개발

▲ 포스텍 화학공학과 조용준 교수(왼쪽), UNIST 에너지공학과 양창덕 교수, UNIST 에너지공학과 Zhe Sun 연구원. [포스텍 제공] 포스텍은 화학공학과 조용준 교수 연구팀이 UNIST(울산과학기술원) 에너지공학과 양창덕 교수, 에너지공학과 Zhe Sun 연구원 등 연구팀과 함께 '유기 태양전지' 특성을 반영한 최대 효율 예측 이론을 정립하고 이를 바탕으로 에너지 손실을 줄인 유기반도체 소재를 개발하는 데 성공했다고 4일 밝혔다.

1961년에 제안된 '쇼클리-퀘이서(SQ) 한계 이론'은 원자가 규칙적으로 배열된 무기 반도체를 기준으로 만들어졌다. 유기 반도체는 불완전한 빛 흡수나 에너지 손실 등 특수성이 있어 이 이론을 그대로 적용할 수 없어, 실제 소재 설계에 한계가 있었다.

연구팀은 유기 반도체의 에너지 손실을 반영해 정교화된 이론을 바탕으로, '전자수용체' 소재의 구조와 분자 배열을 제어하여 이론상 최적 조건을 실제 소재로 구현했다.