본 연구실은 차세대 에너지 및 전자소자 분야에서 핵심적인 역할을 하는 고분자 및 유기 소재의 설계와 합성에 중점을 두고 있습니다. 특히, 공액 고분자와 유기 소자를 기반으로 한 유기 태양전지(Organic Solar Cells, OSCs), 유기 트랜지스터(OTFTs), 유기 열전소자(OTEs), 유기 발광 다이오드(OLEDs), 양자점 발광 다이오드(QD-LEDs) 등 다양한 응용 분야에 적합한 신소재를 개발하고 있습니다. 이러한 소재들은 가볍고, 유연하며, 저비용 대량생산이 가능하다는 장점이 있어 차세대 전자 및 에너지 소자로 각광받고 있습니다. 연구실에서는 유기 태양전지의 효율과 안정성 향상을 위해 비대칭 구조의 논-풀러렌 수용체(NFA) 개발, 고분자-고분자 블렌드의 3차원 나노구조 제어, 친환경 비할로겐 용매 공정 기술 등 다양한 혁신적 접근법을 시도하고 있습니다. 또한, 고분자 및 유기 소재의 분자 구조, 에너지 준위, 결정성, 필름 형태 등 미세구조를 정밀하게 조절하여 광흡수, 전하 이동, 계면 안정성 등 소자 성능에 직접적으로 영향을 미치는 요소들을 최적화합니다. 최근에는 고효율, 고안정성, 대면적화가 가능한 태양전지 모듈 및 실내광용 유기 태양전지 개발에도 성공하였습니다. 이러한 연구는 단순히 소재 합성에 그치지 않고, 실제 소자 제작 및 평가, 장기 내구성 테스트, 대면적 인쇄 공정 적용 등 실용화 단계까지 아우르고 있습니다. 이를 통해 차세대 에너지 및 전자소자 산업의 발전에 기여하며, 친환경적이고 지속가능한 미래 사회 구현을 위한 핵심 원천기술을 확보하고 있습니다.

본 연구실은 용액공정(Solution Process) 기반의 고해상도 패터닝 및 가교(cross-linking) 기술을 활용하여 차세대 발광 및 전자소자 개발에 앞장서고 있습니다. 기존의 진공 증착 방식에 비해 용액공정은 저비용, 대면적, 유연한 기판 적용이 가능하다는 장점이 있지만, 층간 용해 및 박막 손상, 해상도 한계 등 여러 기술적 난제가 존재합니다. 이를 극복하기 위해 연구실에서는 다차원 가교제(예: 4Bx, 6Bx 등) 및 다양한 크로스링커를 자체 개발하여, 유기 반도체, 절연체, 전극, 발광층 등 다양한 소재에 적용하고 있습니다. 특히, 다차원 가교제를 활용한 고해상도 패터닝 기술은 유기 트랜지스터, 논리회로, OLED, QD-LED 등 다양한 소자에 적용되어, 미세 패턴의 손실 없는 제작과 소자 성능 및 내구성 향상에 기여하고 있습니다. 예를 들어, 4Bx, 6Bx와 같은 다중 브릿지 구조의 가교제는 기존 대비 2배 이상의 가교 효율을 달성하며, 소량(1wt%)만으로도 소재의 본래 전기적 특성을 유지하면서 고해상도 패턴을 구현할 수 있습니다. 또한, 양자점 및 유기 발광 소재의 패터닝 시에도 광특성 저하 없이 RGB 1μm급 패턴 구현에 성공하였으며, 이는 차세대 디스플레이 및 반도체 산업에 큰 파급효과를 가져올 것으로 기대됩니다. 이러한 연구는 소재 합성, 패터닝 공정 개발, 소자 제작 및 평가, 산업적 확장성 검증까지 전주기적으로 이루어지고 있습니다. 이를 통해 연구실은 차세대 플렉시블 디스플레이, 웨어러블 전자소자, 고해상도 이미지 센서 등 다양한 응용 분야에서 세계적인 경쟁력을 확보하고 있으며, 국내외 특허 및 논문, 산학협력 등 다양한 성과를 창출하고 있습니다.