헤테로접합 그라파이트 나노튜브와 광에너지 변환

전문가 제언

○ 유기 EL이나 유기박막 태양전지와 같은 에너지변환기술에 관한 연구 중 특히 고성능, 고효율 디바이스를 위해 세계의 많은 연구자들이 연구하고 있다. 그 중에서도 유기 EL은 이미 휴대전화의 디스프레이로 일부 실용화되고 있으나, 유기박막태양전지의 연구는 효율이나 안정성 면에서 아직도 많은 문제를 가지고 있어 실용화는 요원해 보인다.

○ 유기박막태양전지 소자의 기본 구성은 유기전자공여체와 전자수용체이다. 투명전극사이에 낀 상기 혼합물이 가시광선을 흡수하면 재료 내부에 exciton이 발생하고, 이것이 전자와 홀(정공)로 개열(전하분리)하고, 음극, 양극에 각각 이동하여 기전력을 발생하는 원리이다.

○ 유기박막태양전지의 문제점들을 해결하기 위해 저자들은 나노튜브를 만드는데 자기조직화 성능과 함께 [홀 수송능] 혹은 [전자 수송능]을 갖는 분자graphene을 설계하였다. 먼저 자기조직화방법으로 나노튜브를 형성시키고, 이를 seed로 하여 그 단면에서 2차 튜브를 성장시키는 조건을 찾아내고 두 개의 다른 성질을 갖는 나노튜브 세그먼트가 직렬로 연결된 유기물로 된 사슬상 헤테로접합을 처음으로 실현하고, 이를 보고하였다.

○ 일반적으로 자기조직화로는 어렵다고 믿던 1차원이나 2차원과 같은 차원성을 갖는 궁극적인 헤테로나노접합 유기반도체 디바이스 설계가 가능하게 되었다. 현행의 벌크헤테로접합의 한계를 넘기 위해서는 나노 단위의 정밀한 구조가 필수적이며 이를 뒷받침하기 위해서는 전극 등을 만드는데 중요한 톱-다운 기술에도 적극적인 발전이 바람직하다. 우리도 이런 점에서 많은 관심을 가지고 새로운 재료 개발에 동참하여야 한다고 생각된다.

○ 비록 현재 기술을 선도하고 있는 미국은 천연가스를 잘 채굴하는 기술 개발과 [차세대 에너지는 천연가스에 달렸다]는 주장을 하고 있으나 거기에도 한계가 있어 미생물이나 식물과 같이 태양으로부터 에너지를 얻는 과학기술개발의 필요성이 더욱 강조되고 있다.

저자

Takuzo Aida, Takanori Fulushima, Wei Zhang

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

화학·화공

연도

2012

권(호)

12(4)

잡지명

未來材料

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

16~20

분석자

원*무

분석물

• 헤테로접합 그라파이트 나노튜브와 광에너지 변환.pdf [241,680 byte]

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