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인위적 광합성에 의한 광기전 소자용 풀러린(C60)계 초분자 설계

전문가 제언: ○ 반도체를 이용한 태양광발전은 이미 보편화되었으며, 발전규모는 꾸준히 증가하고 있다. 그러나 경제성은 아직도 다른 발전방법에 비하면 떨어지며, 앞으로도 크게 개선될 기미는 보이지 않는다. 근본 원인은 반도체의 높은 값에 비해 발전효율이 낮으며 발전장비 제작비도 높다.

○ 그렛첼 전지가 소개되면서 새로운 광전지의 가능성이 나타났다. 핵심소재인 감광성 물질은 합성이 가능한 유기물질이며, 광발전 원리가 상세히 규명되면서 에너지원으로서의 가능성이 기대되고 있다. 광전지의 핵심은 광흡수효율이 높은 분자가 수명이 긴 라디칼이온상태를 오래 유지하는 것으로 유기분자의 설계와 박막필름 제조기술로 이 두 조건을 함께 만족시킬 수 있는 방법을 찾으면 된다.

○ 유기물질은 광여기 원자단과 전하흡수 원자단이 공유결합 또는 초분자 집합으로 연결되어야 하며, 수용성으로 금속 전극이나 ITO 표면에 강한 접착성을 가져야 한다. 또한 이상적인 분자배열을 가진 단분자막이나 다층 분자막을 형성해야 한다. 유기물질의 장점은 이와 같은 성질을 모두 가진 분자 구조를 설계하여 합성할 수 있다는 것이다.

○ 새로운 기술을 바탕으로 광전지를 개발하기에는 많은 문제가 해결되어야 한다. 국책과제 규모의 연구 계획을 수립하여 문제들을 분류하고 개개의 기술을 풀어나갈 수 있는 연구원을 양성하여야 한다. 방대한 연구는 조합론을 도입한 효율적인 과제 선택과 연구내용 및 결과 분석이 뒤 따라야 한다. 외국 연구실과의 긴밀한 교류는 연구진도는 물론이고 창의적 사고에도 큰 도움을 줄 것이다.

○ 에너지는 풍요로운 삶에 핵심적인 요소이다. 우리나라는 가용성 에너지가 절대적으로 부족하며, 그 확보에 많은 노력을 하고 있다. 이 문제는 근본적으로 해결되어야 하며, 남은 시간이 많지 않다. 대안으로 유기광전지를 추천할 수 있다. 유기발광재료 및 유기반도체의 핵심원리가 지금보다 더 정확히 파악되면 첨단기술집약적이며, 장비의 생산이 간단하고 재료의 공급이 쉬우며 공해가 없는 차세대 에너지원으로 유기광전지는 조금도 손색이 없다.

저자: Konishi, T; Ikeda, A; Shinkai, S
자료유형: 학술정보