(대구=국제뉴스) 백운용 기자 = 계명대학교는 "태양전지 안정성 향상 기술에 관한 연구논문이 국제 학술지에 게재되었으며 고온 환경에서 최대 100배 향상된 열·형태 안정성을 확인했다"고 말했다.

계명대학교(총장 신일희)에 따르면, " 전자공학과 남민우 교수 연구팀이 차세대 유기태양전지의 안정성을 개선하는 새로운 광활성층 형태 제어 전략을 개발해 국제 저명 학술지에 성과를 발표했다. 이번 연구는 고효율·경량·유연성을 갖춘 유기태양전지 상용화의 핵심 과제인 안정성 향상에 대한 새로운 해결책을 제시했다는 점에서 주목을 받고 있다."고 전했다.

계명대학교는 "이번 연구팀이 'A Paradigm Shift Toward Quasi-Thermodynamically Stable Bulk Heterojunction Morphology Enabled by Controlled Crystallization Kinetics of High Quadrupole Moment Nonfullerene Acceptors(고사분극 모멘트 비풀러렌 수용체의 결정화 제어를 통한 준열역학적 안정 벌크 헤테로접합 형태로의 패러다임 전환)'이라는 제목으로 연구를 진행했으며, 해당 논문은 에너지·소재 분야 상위 2.5%(JCR 기준)에 속하는 국제 학술지 Advanced Energy Materials(IF 26.0)에 게재됐다."고 설명했다.

한편, 계명대학교는 "유기태양전지가 고온이나 장기간 구동 시 내부 구조가 변형돼 성능이 저하되는 구조적 한계가 지적돼 왔으며, 최근 높은 효율을 보이는 비풀러렌 수용체 기반 소자에서도 안정성 확보는 여전히 해결해야 할 과제로 남아 있었다. 연구팀은 이러한 한계를 개선하기 위해 기존의 규격화된 혼합 방식에서 나아가 비풀러렌 수용체 비율을 높인 NM-BHJ 구조를 새롭게 도입해 소자 내부에 규칙적인 3차원 결정 네트워크가 형성되도록 설계했다."고 밝혔다.

또한, 계명대학교는 "새로운 구조가 전하 트랩과 내부 무질서 발생을 억제했고 전하 이동도를 높이는 효과를 보였다. 특히 NM-BHJ 구조를 적용한 유기태양전지는 65 °C 환경에서 30일간 초기 효율의 약 90%를 유지했고, 상온에서는 100일 이상 효율 99% 이상을 유지해 기존 동일 소재 기반 소자보다 최대 100배 향상된 열·형태 안정성을 기록했다. 연구팀은 또 다른 비풀러렌 수용체 소재에서도 성능 향상이 반복적으로 확인되면서 이 전략이 다양한 차세대 태양전지 재료에 적용 가능한 범용 기술임을 입증했다"고 강조했다.

끝으로 계명대학교는 "이번 연구가 한국연구재단 중견연구사업 등의 지원을 받아 수행됐다. 논문에는 남민우 교수와 함께 성균관대학교, 중국 Soochow University 연구진이 참여했으며, 남 교수는 차세대 광전자소자, 유기태양전지, 나노 소재 결정화 및 미세구조 제어 분야에서 연구를 활발히 이어가고 있다."고 부연했다.

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