화학硏-포스텍, 신개념 단분자 유기태양전지 소재 개발

머니투데이

대전=허재구 기자

한국화학연구원 이상규·이종철 박사와 포스텍(포항공대 )박태호 교수가 참여한 공동연구진은 상용화시 필요한 넓은 면적에서도 높은 효율을 내는 신규 유기태양전지 소재를 개발했다고 29일 밝혔다.

현재 전세계적으로 유기태양전지의 상용화를 위한 소재 개발 연구가 진행되고 있지만 대부분 단위셀(0.1cm2 이하) 규모 이하의 연구에 그치고 있다.

유기태양전지의 상용화를 위해서는 실험실 수준의 단위셀(0.1㎠ 이하)뿐만 아니라 대면적(100㎠ 이상)에서도 효율 및 성능이 높아야 한다.

서브모듈용 유기태양전지 사진 및 전류-전압 곡선./사진제공=한국화학연구원

연구팀은 유기태양전지 구조내에서 태양광을 직접 흡수하는 광활성층에 신개념 단분자 소재를 도입해 효율과 성능을 높였다.

이 기술은 상용화에 가까운 모듈(10X10cm2)에서도 7.45%의 높은 효율을 기록했으며 기존 단분자 구조의 단점을 개선한 새로운 구조로 성능을 높였다.

연구진은 이 기술에 대해 특허 출원을 완료하고 상용화를 위한 추가적인 보완 연구를 진행 중이다.

이번 연구결과는 어드밴스드 에너지 머티리얼즈 (Advanced Energy Materials)지 최신호(6월22일자) 내부 표지 논문으로 선정됐다.

한국화학연구원의 이상규 박사는 "이번에 개발한 새로운 단분자 소재는 단위셀과 대면적 모듈에서 기존 소재에 비해 월등히 우수한 효율과 성능을 유지했다는 데 의미가 있다"고 말했다.

박태호 포스텍 교수는 "이번 연구에서 사용된 신규 단분자의 경우 첨가제 없이도 단위셀과 대면적 모듈에서 높은 효율을 달성해 단분자 유기태양전지에서의 높은 안정성을 달성할 수 있는 중요한 연구결과"라고 말했다.

한편 유기태양전지는 유기 반도체 소재를 이용해 태양광을 전기로 바꾸는 차세대 태양전지다.

필름처럼 얇고 가벼우며 휘어지는 성질을 가져 다양한 용도에 활용할 수 있다.

휴대용 웨어러블 기기, 아웃도어 제품 등에 부착해 전기 콘센트가 없어도 외부 활동시 쉽게 충전할 수 있고 색상과 디자인을 입힐 수 있어 인테리어 내장재, 건물 외벽 등에도 쓰일 수 있다.