'Solar RRL' 6월호에 게재된 표지 논문. (사진=부산대 제공)

부산대학교 전기공학과 노정균 교수와 서울시립대학교 전자전기컴퓨터공학부 김혁 교수 공동 연구팀이 유기물 태양전지의 광안정성을 평가하기 위한 새로운 testbed(테스트베드)로 ‘Top-gate field-effect transistor(상부 게이트 전계효과 트랜지스터)’를 제안했다.

유기물 태양전지는 가볍고 유연하며, 값싸게 생산할 수 있어 차세대 신재생에너지원으로 주목받고 있다. 그러나, 빛에 의해 성능 저하가 발생해 상용화의 큰 걸림돌이 돼 왔다. 유기물 태양전지의 광안정성은 빛을 흡수하는 광활성층 반도체 특성에 크게 좌우되지만 다층박막구조인 태양전지의 특성상 다양한 원인이 복합적으로 작용해 이를 제대로 평가하기 어려웠다.

이에 노정균 교수와 김혁 교수 공동 연구팀에서는 새로운 광안정성 평가 방법으로 ‘Top-gate field-effect transistor’를 이용한 분석 기술을 제안했다. 연구진은 트랜지스터 평가 플랫폼을 이용해 유기물 태양전지 광활성층 반도체 자체에서 발생하는 빛에 의한 이동도 저하를 모니터링했고, 이를 통해 태양전지 소재의 광안정성을 평가하는 명쾌한 분석 방법을 제시한 것이다.

부산대 노정균 교수와 김혁 교수 공동연구팀은 “본 연구에서 개발한 트랜지스터 분석 기술을 활용한 태양전지 광안정성 평가 기술은 기존의 광활성층 안정성 평가 기술이 전무한 학계의 난제를 해결했다는 의의가 있다”며 “최근 신재생에너지의 핵심기술로 부상하고 있는 차세대 태양전지에 우리나라의 대표 산업인 반도체 기술을 적용해 빠르게 상용화가 가능하다는 것을 보여준 사례연구로 국내 관련 산업의 성장에 크게 기여할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

이번 연구 결과는 ‘Top-Gate Field-Effect Transistor as a Testbed for Evaluating the Photostability of Organic Photovoltaic Polymers’라는 제목으로 태양전지 분야의 권위 학술지인 와일리(WILEY) 출판사의 'Solar RRL'(Impact factor: 9.173) 6월호에 표지 논문으로 게재됐다.

해당 연구는 한국연구재단, 과학기술정보통신부 시스템반도체 융합전문인력육성사업, 한국산업기술진흥원 차세대 시스템반도체 설계 전문인력양성사업 및 차세대 전력반도체 소자제조 전문인력양성사업, 중소벤처기업부, 한국생산기술연구원 원천기술개발사업의 지원으로 수행됐다.