유연소자용 고효율 유·무기 혼성나노전선 제조기술 개발

충남대 이은지 교수 "유연 박막광전소자 용액공정에 응용 기대"

국내 연구진이 복잡한 후처리 공정 없이 간단한용액공정으로 유연한 태양전지나 디스플레이 등에 활용할 수 있는 높은 전하이동도의 유·무기 혼성나노전선을 제조하는 기술을 개발했다.

충남대 분석과학기술대학원 이은지 교수와 진선미 연구원팀은 31일 유연 박막소자에 적용할 수 있는 p형 전도성 고분자와 n형 양자점이 교대로 배열된 혼성나노전선을 제조하고 이들의 상호 정렬이 박막의 전기광학 특성에 미치는 영향을 규명했다고 밝혔다.

플렉서블 디스플레이 등에 사용되는 박막형 유·무기 혼성전자소자의 성능을 향상하려면 열이나 용매를 이용한 후처리 공정을 통해 박막 내부의 p-n 접합 계면과형태를 나노 수준에서 정밀하게 제어해야 한다. 하지만 기존의 후처리 공정은 두 물질 간 과도한 상분리를 초래, 효율적인 전하 생성과 이동을 저해할 수 있고 복잡한공정으로 비용절감에도 한계가 있었다.

연구진은 이 연구에서 두 가지 다른 용매 사이에 점진적인 확산을 유도, p형 전도성 고분자와 셀레늄화카드뮴(CdSe)으로 된 n형 양자점(QD)이 자기조립 현상에 의해 교대로 배열된 10나노미터(㎚=10억분의 1ｍ) 미만의 p-n-p형 유·무기 혼성나노전선을 제조하고 간단한 용매 증발법으로 박막을 만들었다.

이렇게 만든 유·무기 혼성나노전선은 p형 전도성 고분자와 n형 양자점 접합계면에 분리현상이 일어나지 않아 기존 후처리공정으로 제조된 것보다 전하이동도가크게 향상된 것으로 나타났다고 연구진은 설명했다.

이은지 교수는 "이 연구는 물질의 화학적 개질화 없이 간단한 용매 공정 개선으로 전하의 분리와 이동이 효율적으로 이루어지도록 박막 접합계면을 제어했다는 데의의가 있다"며 "이 유·무기 혼성나노전선 제조법이 공정비용 절감과 높은 에너지변환 효율을 요구하는 차세대 박막 광전소자에 응용될 것으로 기대한다"고 말했다.

교육부 일반연구자지원사업과 미래창조과학부 기후변화대응기술사업 지원으로수행된 이 연구 결과는 재료 분야 국제학술지 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼스'(Advanced Functional Materials, 5월 17일자)에 게재됐다.

scitech@yna.co.kr(끝)<저 작 권 자(c)연 합 뉴 스. 무 단 전 재-재 배 포 금 지.>