고성능 유기 태양전지 구현할

새로운 그래핀 이송법 개발

 

- Advanced Functional Materials 誌 4월 2일자 표지논문 게재
- 피닷:피에스에스를 그래핀 이송 시 새로운 지지박막으로 응용

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□ 국내 연구진이 대면적 그래핀 박막의 새로운 이송방법을 개발해 그래핀 투명전극을 상용화하기 위한 두 가지 핵심 문제를 동시에 해결했다. 향후 휘어지는 디스플레이와 유기 태양전지 등에 사용되는 그래핀 전극소재의 상용화를 앞당길 것으로 기대된다.

 

  o 지스트(GIST․광주과학기술원․총장 김영준) 신소재공학부 이광희 교수(교신저자)와 지스트 차세대에너지연구소 강영호 박사가 주도하고 같은 연구소 이병훈 박사와 이종훈 박사과정 학생이 공동 제1저자로 수행한 이번 연구는 미래창조과학부의 중견연구자지원사업(도약연구)과 선도연구센터사업(NCRC) 지원으로 수행되었으며, 재료과학 분야 국제학술지인 어드밴스트 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials) 4월 2일자 표지논문(Back Cover Article)으로 게재되었다.
 (논문명: Graphene-conducting polymer hybrid transparent electrodes for efficient organic optoelectronic devices)

 

□ 그래핀은 구리보다 전기가 잘 통하고 강철보다 강하면서도 기계적으로 유연한 물질로, 휘어지는 디스플레이, 유기 태양전지 등에 필수적인 투명전극으로 널리 활용될 것으로 기대되고 있다.

 

  o 그래핀을 유연한 투명전극으로 제조하려면 깨끗하고 저항이 낮은 그래핀 박막을 구현해야 하는데, 이를 위해서는 잔류물이 없는 깨끗한 이송방법과 안정적 도핑 기술이 개발돼야 한다.

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□ 지스트 차세대에너지연구소 연구팀은 전기가 통하는 플라스틱 물질인 피닷:피에스에스(PEDOT:PSS)를 그래핀 이송의 지지박막이자 동시에 그래핀 도핑물질로 활용하는 새로운 이송방법을 개발해 위의 두 가지 기술적 난제를 동시에 해결했다.

 

  o 새로운 이송방법으로 제작된 그래핀-고분자 하이브리드 전극은기존방식 대비 접촉 저항이 10배 향상됐으며, 도핑의 안정성 또한 40∼100배 증가했다.

 

  o 또한 연구팀은 새로 개발된 전극을 유기 태양전지에 사용한 결과, 기존 그래핀 전극 대비 효율이 140% 향상되었고, 소자 생산성 또한 17배 향상되었다.

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□ 뿐만 아니라 기존 그래핀 이송방법에서 필요했던 지지박막의 제거 공정을 없앨 수 있게 돼 생산 공정을 단순화시킬 수 있었다.

 

  o 이광희 교수는 “이번에 개발한 기술로 그래핀 전극을 상용화하기 위한 중요한 교두보를 확보했다”며 “가까운 시일 안에 유연 투명전극을 이용한 휘어지는 디스플레이, 유기 태양전지 등의 상용화를 앞당길 수 있을 것으로 기대된다”고 밝혔다.    

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