- KIST 손해정 박사팀, 플라스틱 기반 플렉시블 태양전지 제작 활용 가능

[헤럴드경제=구본혁 기자] 차세대 태양전지로 각광받고 있는 유기태양전지의 효율을 높이고 대면적 제작이 가능한 기술이 국내연구진에 의해 개발됐다.

한국과학기술연구원(KIST) 광전하이브리드연구센터 손해정 박사팀은 대면적으로 프린팅이 가능한 저온공정용 고분자 신소재를 개발하고 이를 태양전지의 광활성층 소재로 사용, 고효율 유기태양전지를 개발했다고 23일 밝혔다.

연구팀은 기존 고분자 광활성층 소재를 대체하는 새로운 고결정성의 전도성 고분자를 태양전지 광활성층 소재로 이용했다. 연구팀이 개발한 고분자는 기존보다 높은 용해도를 보여 저온에서 용액을 이용한 공정으로 넓은 면적에서도 손쉽게 광활성층 제작이 가능하다.

기존 고분자의 경우 광활성층의 면적을 넓혀 태양전지를 제작했을 때 효율의 저하를 보였지만 연구팀이 개발한 신규 고분자의 경우 상대적으로 매우 작은 효율 변화를 나타냈다. 결과적으로 기존 고분자를 이용한 소자에 비해 30% 가량의 효율 향상을 보였고, 최고 9.45%의 높은 광전변환효율을 기록했다.

이같은 성능은 보고된 비슷한 면적의 유기태양전지 소자 중 최고 수준에 해당한다.

연구팀은 후속 연구로 프린팅 공정을 이용한 유기 태양전지 모듈을 제작하고 있으며, 향후 건물 창호나 아웃도어 제품에 적용이 가능할 것이라고 밝혔다.

손해정 박사는 “이번 연구를 통해 유기태양전지의 성능뿐 아니라 대면적화에 중요한 기여를 할 것으로 보인다”면서 “향후 유기태양전지의 상업화를 위한 소재 개발에 가이드라인을 제시 할 수 있을 것”이라고 말했다.

이번 연구결과는 에너지 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 에너지 머티리얼즈’ 12월 27일자 온라인판에 게재됐다.