[경상매일신문=신동선기자] 포스텍 연구팀이 태양전지제작에 활용될 신물질 개발에 성공해 유기태양전지의 대량생산이 가능할 것으로 전망된다.포스텍은 최근 화학공학과 조길원 교수, 이재원 박사, 랜비어(Ranbir) 박사 연구팀이 그동안 태양전지 개발에 이용된 분자구조인 풀러렌 유도체를 대체할 페릴렌다이이미드(Perylenediimide)를 개발했다.또 이를 활용한 3차원 분자구조체 제작에 성공한 것은 물론, 유기태양전지에 들어가는 반도체를 만들었다고 1일 밝혔다. 연구팀이 개발한 3차원 분자구조체는 풀러렌에 비해 생산비용이 훨씬 저렴하고, 산화안정성도 훨씬 높은 것으로 알려졌다.특히 이 분자가 가진 3차원 입체구조는 빛 흡수율이나 전하 이동도를 높여 유기태양전지의 성능을 향상시키고 인쇄공정에 최적화돼 대량생산이 가능하다는 점에서 학계의 주목을 받고 있다.이 유기반도체의 3차원 입체구조가 전하이동도를 크게 향상시키고, 기존 풀러렌 유도체에 비해 자외선영역에서의 빛흡수도 높여 광전류가 증가한다는 것을 발견했다. 더욱이 이 단분자는 용매에도 잘 녹아 큰 면적의 유기태양전지를 제조할 때 쓰이는 인쇄공정에도 적합할 것으로 기대를 모으고 있다.그 동안 값싼 유기염료를 이용, 식물이 광합성을 하듯 태양에서 전기를 만들어 내며, 종이처럼 가볍게 구부릴 수 있는 차세대 에너지 소자 ‘유기태양전지’는 상용화하기엔 멀었었다.또한 공을 닮은 물질 ‘풀러렌’을 이용한 태양전지는 단가도 높을 뿐 아니라, 공기노출에 쉽게 변질되는 등 이상적인 태양전지 제작을 위해서는 단점이 많았다.태양전지 제작에 활용된 풀러렌은 전도성이 높아 지금까지는 이를 이용한 유기태양전지기술이 이용돼 왔으나, 공 모양의 입체구조를 가진 풀러렌이 생산단가가 높고 산화안정성이 떨어져 상용화 하는데 어려움을 겪었다.연구를 주도한 조길원 교수는 “이번 연구성과는 우수한 태양전지로 응용할 수 있는 새로운 유기반도체 단분자의 분자설계 기준을 제시한 것”이라며 “이 단분자는 인쇄공정이 가능해 고효율, 저비용 유기태양전지 상용화에 기여할 것으로 전망된다”고 밝혔다.한편 이번 연구결과는 재료분야 권위지인 ‘어드밴스드 머터리얼스(Advanced Materials)’ 최신호 표지논문으로 발표됐다.