을 흡수하는 능력이 떨어져 전기 생산 효율이 크게 저하된다.
* 역구조(inverted type) 유기 태양전지: 안정성 및 생산성을 개선하기 위해 빛이 들어오는
부분을 양극으로 사용하고 빛이 반사되는 후면전극을 음극으로 사용한 유기 태양전지
* 광촉매현상: 자외선이 조사된 광촉매 표면에서 생성된 강력한 산화제가 광촉매 표면에
흡착된 물질을 분해하는 현상
∘ 산화아연 위에 보호층(passivation layer)을 씌우기 위한 시도가 여러 번
있었으나 복잡한 코팅 공정 때문에 제조비용이 상승하는 문제가 발생
했다.
□ 연구팀은 단분자 물질*인 ‘풀러렌 기반 자기조립 소재(이하 C60-SAM)’*
를 산화아연 위에 도포해 스스로 보호층을 형성하게 함으로써 산화아
연의 안정성을 확보하고 전지의 효율과 수명을 개선했을 뿐만 아니라
코팅 공정을 간소화하는데도 성공했다.
* 단분자 물질: 적은 수의 유기물을 연결해 만드는 물질로, 고분자에 비해 용해도가
높고 합성이 쉬워 다양한 사용이 가능
* 풀러렌 기반 자기조립 소재(C60-SAM): 풀러렌(C60)을 기반으로 작용기간 상호작용을 통해
표면에 자발적으로 얇은 ‘자기조립 단분자막(Self-Assembled Monolayer)’을 형성하는 소재
∘ C60-SAM은 산화아연과 만나면 표면에 얇은 층을 형성하는 점을 이용해
연구팀은 C60-SAM을 광활성 물질에 혼합해서 코팅하고 산화아연과의
반응을 통해 스스로 보호층을 형성하게 했다. C60-SAM의 카르복실산 말
단기와 산화아연 표면의 하이드록실기 사이에서 축합반응*이 일어나 그
사이에 보호층이 안정적으로 형성될 수 있었다.
* 축합반응(condensation reaction): 유기 화합물의 두 분자 또는 그 이상의 분자가 반응
하여, 물 따위의 간단한 분자를 제거하고 새로운 화합물을 만드는 반응
∘ 특히 유기 태양전지의 효율이 10% 떨어지기까지 걸리는 시간이 기존
20여 분에서 8시간으로 약 24배 늘어나는 등 전지 수명이 대폭 개선됐다.
□ 강홍규 박사는 “이번 연구는 역구조 유기 태양전지의 전자수송층과
광활성층 사이에서 발생하는 안정성 문제를 자기조립층을 이용한 보호