메타물질로 광전소자 전력효율 개선 성공
이화여자대학교 우정원 교수 연구진이 메타물질로 전하이동을 제어하여 광전소자의 전력생산 효율을 높이는 원천기술을 세계 최초로 개발했다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 머터리얼즈(Nature Materials)’ 온라인판(6월 5일)에 게재됐다. 메타물질은 자연계 물질이 구현하지 못하는 특성을 지니도록 파장보다 작은 크기로 설계된 인공의 구조를 말한다. 기존에는 광전소자의 전력 효율을 높이기 위해 소자의 구조 자체를 조절하는 세밀한 광학 설계 기술을 이용하여 왔는데 이와 같은 기술은 실제로 구현하기 쉽지 않고 소자의 구조에 민감하기 때문에 안정적인 효율 향상을 얻기 어려웠다. 이번 우정원 교수팀은 복잡한 공정 없이도 광전소자에서 발생하는 전하 이동 현상을 메타물질로 제어하여 광전소자의 전력생산 효율을 획기적으로 높아지게 하였다. 우정원 교수는 “이번 연구는 메타물질을 이용하여 메타물질 위에 적층한 분자층에서 일어나는 전하이동 현상을 능동적으로 조절할 수 있는 방법을 세계최초로 제안했다는 점에서 학문적 의의가 크며 향후 유기 태양전지에 적용할 경우 태양광을 전기로 변환하는 효율을 획기적으로 향상시킬 것으로 기대한다”고 말했다. 또한 “이번 성과는 태양전지뿐만 아니라 IoT 센서, 디스플레이, 유연 소자, 유연 에너지 소자에 적용되는 유기 소자를 제어할 수 있어 원천기술로 큰 부가가치를 창출할 것이다”고 전망했다. 한편 우정원 교수 연구진은 글로벌프런티어사업(파동에너지극한제어연구단), 해외우수연구기관유치사업(이화CNRS국제공동연구소)과 선도연구센터사업(양자메타물질연구센터)을 수행하였으며 연구결과는 국제적인 학술지 네이처 머터리얼즈(Nature Materials) 6월 5일자에 게재 되었다. www.ewha.ac.kr
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