UNIST, 고효율 유기태양전지 광활성층 대체 물질 개발...상용화에 기여

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고효율 유기태양전지용 광활성층 물질을 개발한 양창덕 교수팀(뒷줄 왼쪽부터 시계방향으로 정성우 연구원, 이병규 연구원, 정민규 연구원, 이정호 연구원 이상면 연구원, 샨샨첸 연구원, 양 교수, 조용준 연구원, 오지연 연구원)
<고효율 유기태양전지용 광활성층 물질을 개발한 양창덕 교수팀(뒷줄 왼쪽부터 시계방향으로 정성우 연구원, 이병규 연구원, 정민규 연구원, 이정호 연구원 이상면 연구원, 샨샨첸 연구원, 양 교수, 조용준 연구원, 오지연 연구원)>

유기태양전지 상용화 걸림돌인 광활성층 두께 문제를 해결할 새로운 물질이 개발됐다.

UNIST(총장 정무영)는 양창덕 에너지 및 화학공학부 교수팀이 유기태양전지의 광활성층 물질로 사용해 온 '풀러렌'을 대체할 수 있는 '단분자 물질(IDIC)'을 개발했다고 11일 밝혔다.

IDIC를 적용한 새로운 광활성층은 12.01%의 높은 에너지 변환 효율을 나타냈고, 300㎚까지 두꺼워져도 10% 이상의 효율을 유지했다.

'유기태양전지'는 실리콘을 이용한 무기태양전지에 비해 가볍고 유연하며 만들기도 쉽다. 에너지 변환 효율은 상용화 가능한 10% 수준을 넘어섰다. 하지만 햇빛을 받아 전류를 만드는 광활성층이 두꺼워지면 효율이 떨어지는 단점이 있다. 유기태양전지를 상용화 가능한 수준으로 끌어 올리려면 광활성층을 100㎚ 정도로 얇게 만들어야 하는데 이로 인해 공정도 복잡해진다.

새로운 광활성층 물질을 적용해 만든 고효율 유기 태양전지 소자.
<새로운 광활성층 물질을 적용해 만든 고효율 유기 태양전지 소자.>

양 교수팀은 대면적 프린팅 공정이 가능한 IDIC를 개발, 광활성층 두께과 공정 문제를 해결했다.

양 교수는 “유기태양전지는 페로브스카이트 태양전지보다 효율은 높지 않지만 안정성과 재현성 측면에서 강점이 있다”면서 “이 기술은 고효율 유기 태양전지 상용화를 앞당길 수 있는 공정 기술 발전에 크게 기여할 것”이라 말했다.

울산=임동식기자 dslim@etnews.com