고효율, 고안정성 유기태양전지 소재 개발 및 소자 제작

유기태양전지는 전도성 고분자를 기반으로 하기 때문에 제조원가가 낮고, 가볍고, 유연하며, 장소에 구애 받지 않기 때문에 개인 휴대용 발전기부터 산업용 전력생산까지도 가능한 차세대 태양전지이다. 하지만 상용화를 위해서는 효율과 안정성이 뒷받침 되어야 하는 상황이다. 따라서 본 연구실에서는 유기태양전지의 광활성층으로 사용되는 새로운 전도성 고분자와 풀러렌 기반의 전자 받개를 직접적으로 합성하여 개발하고 있다. 또한, 안정성 향상을 위한 합성적 접근도 추가적으로 진행함과 동시에 유기태양전지 구조 자체의 변화를 유도하여 안정성이 향상된 새로운 형태의 소자를 제작하는 등의 다양한 연구를 진행하고 있다.

OLED 특성 향상을 위한 소재 개발

유기 발광 다이오드는 형광성 유기화합물 박막에 전류가 흐르면 빛을 내는 발광현상을 이용하여 만든 자체발광형 유기 소자를 말한다. 낮은 전압에서 구동이 가능하고 유기물을 코팅하여 만드는 형식이기 때문에 얇은 박형으로 만들 수 있다. 넓은 시야각과 빠른 응답속도를 갖고 있어 일반 LCD에 화면 변화가 없고 잔상도 남지 않기에 큰 장점을 가진다. 본 연구실에서는 이러한 유기 발광 다이오드의 기본적인 발광효율을 높이기 위하여 소자에 나노 템플레이팅을 도입하는 공법을 개발하였고 새로운 유기 화합물 개발을 통하여 안정성 향상과 마이크로 수준의 패턴을 조절할 수 있는 기술을 확보하였으며 이를 기반으로 하는 확장된 연구를 진행하고 있다.

빛, 온도, pH 등에 따라 그 특성이 변하는 기능성 고분자에 광학적 전기적 특성을 가지는 무기물질을 도입시킴으로써 유/무기 하이브리드 물질을 제조할 수 있다. 이러한 복합물들은 나노미터 크기 수준에서의 원자나 분자의 현상 및 구조를 제조하여 물리, 화학적 성질을 조절할 수 있다. 본 연구실에서는 다양한 기능성 고분자와 무기나노입자의 복합 시스템을 구성하여, 나노 단위에서 입자의 크기와 모양을 조절할 수 있는 기술을 확보하였다. 또한 하이브리드 나노입자들의 기계적, 광학적 물성 및 특성을 조절하여 촉매, 센서 등의 입자 기반의 기술들에 다양하게 적용할 수 있도록 확장된 연구들을 진행하고 있다. 이와 더불어 나노입자를 계면활성제로 활용하여 2차원 또는 3차원에서의 고분자 구조를 조절하고, 이를 통해 다양한 형태의 유/무기 복합재료를 개발하는 연구 또한 진행중이다.