국내 연구진, 효율 11.6% 유기 태양전지 개발

국내 연구진이 효율이 11.6%에 이르는 유기 태양전지를 개발했다.
울산과기원(UNIST) 에너지 및 화학공학부의 양창덕·박혜성 교수팀은 유기 태양전지의 ‘광활성층’에 첨가제를 넣어 효율과 안정성을 크게 향상시키는 기술을 개발했다고 27일 밝혔다.
태양전지에서 광활성층은 태양빛을 직접 흡수해 전하를 생성하는 부분이다. 광활성층에 어떤 물질이 첨가되느냐는 유기 태양전지 효율에 직접적인 영향을 끼친다. 연구진은 광활성층에 넣을 고분자 첨가제 제작에 분자량 조절 기술을 도입했다. 분자량이 높은 고품질 ‘공액 고분자’를 합성해 넣은 것이다. 그 결과 유기 태양전지 최고 효율 수준인 11.6%를 기록했다. 태양전지 효율은 태양빛을 받았을 때 이를 얼마나 전기로 전환할 수 있는지를 의미한다.
연구진에 따르면 이 태양전지는 열적 내구성도 뛰어나 120도의 열을 가해도 80% 이상의 효율을 유지했다. 60일 동안의 효율 유지 안정성 시험에서도 효율이 거의 변하지 않았다. 또 휘어지는 기판에 제작한 유기 태양전지에도 이 기술을 적용해 효율을 향상시키는 데 성공했다고 덧붙였다.
박혜성 교수는 “이번에 사용한 고분자 첨가제는 다른 종류의 광활성층 물질에서도 효율를 높일 것으로 기대돼 유기 태양전지의 상용화 가능성을 높였다고 볼 수 있다”며 “고효율의 플렉시블 유기 태양전지의 실현 가능성과 웨어러블 기기 등의 차세대 에너지원으로써의 사용 가능성도 제시했다”고 말했다. 연구결과는 에너지 분야 국제 학술지인 ‘에너지 및 환경 과학(Energy Environmental & Science)’ 최신호에 게재됐다.
[원호섭 기자]