국내연구진, 세계 최고 수준 ‘유기 태양전지’ 개발

세계 최고 효율의 ＇유기 태양전지＇를 국내 연구진이 개발했다.

박혜성 울산과학기술원(UNIST) 에너지및화학공학부 교수팀은 같은 학과 양창덕 교수팀과 공동으로 가격 경쟁력이 뛰어나고 고온에서 오랫동안 사용할 수 있는 고효율 태양전지 개발에 성공했다고 27일 밝혔다.

현재 상용화 돼 있는 고효율 태양전지는 대부분 실리콘(Si)으로 만든 무기물 태양전지다. 효율은 뛰어나지만 제작 과정이 복잡하고 가격이 비싼 단점이 있다. 대안으로 대량 생산이 쉽고 접거나 말 수 있는 ＇플렉시블＇ 형태로도 만들 수 있는 유기태양전지가 떠오르고 있지만 내구성과 효율이 떨어져 실제 사용이 어려웠다.

연구진은 이 문제를 해결하기 위해 새로운 고분자 첨가제를 개발했다. 유기태양전지 제자과정에서 이 첨가제를 섞어주자 전기를 만들어내는 ＇광활성층＇의 전기특성은 물론 내구도 역시 높아졌다.

이렇게 만든 유기태양전지는 에너지 변환 효율 11.6%로 세계 최고 수준을 나타냈다. 내구성 역시 뛰어나 120도 이상의 고온에서도 60일 이상 정상적으로 작동했다. 박 교수는 ＂기존 유기태양전지는 이 정도까지 효율을 높이면 상온에 10분만 노출해도 효율이 급격히 떨어진다＂며 ＂고효율 유기태양전지를 장기간 사용할 수 있는 길을 연 것＂이라고 설명했다.

연구진은 이번에 사용한 첨가제는 다른 종류의 태양전지에도 적용해도 효율을 높일 수 있는 등 다양한 분야에 활용이 가능할 걸로 보고 있다.

이번 연구 결과는 학술지 ＇에너지 및 환경과학(Energy & Environmental Science)＇ 최신호에 게재됐다.
동아사이언스 송준섭기자joon@donga.com