대구경북과학기술원(DGIST, 디지스트)이 생산단가가 저렴한 고분자태양전지의 효율을 획기적으로 높일 수 있는 기술을 개발했다. 고분자태양전지를 상업적으로 사용하려면 광전효율(빛에너지를 전기에너지로 변환하는 효율)이 10%는 돼야 한다는데, 디지스트연구팀은 9% 이상으로 끌어올려 상용화 가능성을 한층 높였다는 평가다.
디지스트에 따르면 에너지연구부 우성호 선임연구팀이 경북대 화학공학과 김영규 교수 연구팀과 공동으로 고분자 나노박막층을 이용한 표면처리기술을 사용해 고분자태양전지의 효율을 25% 이상 향상시킬 수 있는 기술을 개발했다. 연구팀은 고분자태양전지 제작공정 중 산화아연 표면에 폴리에틸이민(PEI)라는 물질을 2㎚(1㎚는 10억분의 1m) 이하의 두께로 얇게 표면처리, 효율을 기존 7%에서 8.9%까지 끌어 올렸다. 또 두께를 최적화해 9% 이상의 광전효율을 달성하는 데 성공했다.
고분자태양전지는 유연성이 뛰어나고 초박ㆍ초경량의 패널을 저렴하게 생산할 수 있어 차세대 태양전지로 각광받고 있지만 기존의 결정질실리콘 태양전지보다 효율이 낮아 상용화가 지연되고 있다.
우성호 선임연구원은 “광활성층 재료나 공정장비의 교체 없이 고분자태양전지의 효율을 크게 높일 수 있게 됐다”며 “차세대 태양전지로 주목 받는 고분자태양전지 상용화를 선도할 수 있게 됐으며, 유기발광다이오드(OLED)나 유기트랜지스터 등 유기반도체 소자 분야에도 응용할 수 있을 것”이라고 기대했다.
이번 연구결과는 에너지재료 분야의 세계적 학술지인 어스밴스드 에너지 머티리얼즈 온라인판에 최근 실렸으며, 표면처리효과 해석에는 연세대 이연진 교수팀의 도움을 받았다.
정광진기자 kjcheong@hk.co.kr
기사 URL이 복사되었습니다.
댓글0