프로젝트 소개
본 과제는 유기 태양 전지의 효율과 수명을 높이기 위해 분자 수준부터 태양 전지 필름 전체 수준까지 다양한 크기의 변화를 컴퓨터로 분석하는 연구임. 실험만으로는 전자와 물질의 움직임, 필름 구조, 성분 비율 등이 성능에 미치는 영향을 동시에 확인하기 어려워 이를 통합적으로 예측하는 시스템 구축이 필요함.
연구 목표는 유기 태양 전지의 성능 및 수명 최적화를 위한 다중 규모 컴퓨터 모델링 시스템 구축임. 핵심 연구 내용은 양자 계산(QM)으로 전자 주개와 전자 받개의 상호 작용 및 양자 효율을 분석하고, Atomistic MD로 미시 구조와 상호 작용을 모사하며, CG MD로 박막의 계면 형성과 모폴로지 변화를 연구하는 것임. 또한 KMC로 엑시톤 및 전자-홀의 이동을 분석하고, 각 단계의 결과와 실험 자료를 Deep Learning으로 통합하여 성능과 물성의 비선형 관계를 도출함. 기대 효과는 시행착오를 줄인 체계적인 유기 태양 전지 최적화와 상용화 기반 마련이며, OLED 등 유사 소재 개발로의 확장 적용임.