유기 전자소자 내 방열 효과의 중요성 및 신규 냉각 시스템의 모식도(포스텍 박태호 교수 제공) ©뉴스1

국내 연구진이 전자소자 성능 저하의 주범인 열을 잡아 소자의 수명을 늘려줄 냉각시스템 개발에 성공했다.

한국연구재단은 포스텍 화학공학과 박태호 교수 연구팀이 소자 내부의 열을 효과적으로 방출할 수 있는 산화알루미늄·전도성 고분자 복합소재를 이용한 냉각시스템을 개발했다고 13일 밝혔다.무기물 소재와 달리 유연하고 가공성이 뛰어난 유기물 소재를 이용한 유기 전자소자에 대한 수요가 증가하고 있다.

하지만 유기물 소재는 열전도도가 낮아 소자 구동과정 중 내부에서 발생하는 열이 방출되지 않고 축적된다는 것이 문제였다.

연구팀은 열을 잘 전도할 수 있는 산화알루미늄 나노입자로 열이 빠져나갈 수 있는 구조체를 만들고, 전도성 고분자를 침투시켜 산화알루미늄의 절연성이 전하이동을 방해하지 않도록 설계했다.

신규 복합소재를 적용한 페로브스카이트 태양전지의 성능변화 곡선(포스텍 박태호 교수 제공) ©뉴스1

열 방출경로를 확보하는 한편 소자의 작동에 미치는 영향을 최소화 한 것이다.

실제 이렇게 만들어진 방열 복합소재를 페로브스카이트 태양전지에 적용 시 고온·고습 환경에서 소자의 성능이 3배 이상 향상됐다.

연구팀은 유기발광다이오드나 유기트랜지스터 같은 차세대 전자소자에도 접목할 수 있도록 후속연구를 지속할 계획이다.

한편, 이번 연구 성과는 에너지 분야 국제학술지 ‘에너지 앤 인바이런멘탈 사이언스’ 10월27일자에 게재됐다.


km5030@news1.kr