재료연, 세계 최고 수준 고체섬유형 태양전지 개발

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ACS 서스테이너블 케미스트리 앤 엔지니어링 표지.
<ACS 서스테이너블 케미스트리 앤 엔지니어링 표지.>

재료연구소(KIMS·소장 이정환)는 송명관 표면기술연구본부 에너지융합소재연구센터 연구팀과 안철진 창원대 생물화학융합학부 교수팀이 공동으로 세계 최고 수준 고체섬유형 태양전지를 개발했다고 22일 밝혔다.

공동연구팀은 고체전해질과 이를 대량 합성할 수 있는 기술을 개발, 롤투롤 공정으로 제조 가능한 고체 타입 섬유형 태양전지 개발에 성공했다.

연구팀은 염료감응형 태양전지 고체전해질 소재 개발에 집중했다. 기존 액체전해질은 태양전지 안정성과 광전효율이 떨어지는 단점을 안고 있다.

연구팀은 프로필렌카보네이트 용액과 광학투명접착제(OCR)를 섞어 필름화한 고체전해질을 만들고, 이를 템폴(TEMPOL) 유도체에 침지화했다. 이렇게 만든 고체전해질로 섬유형 태양전지를 제작해 세계 최고 수준인 광전효율(PCE) 6% 이상을 얻었다.

고체 섬유형 태양전지 굽힘 테스트(위)와 세탁성 테스트.
<고체 섬유형 태양전지 굽힘 테스트(위)와 세탁성 테스트.>

고체 섬유형 태양전지는 실리콘 태양전지에 비해 가공이 용이하고 제조비용은 적게 든다. 소재 유연성과 다양성 등 여러 장점을 갖춰 웨어러블, 프린터블 등 유비쿼터스 태양전지 시장을 선도할 것으로 예상되고 있다.

송명관 책임연구원은 “낮은 단가에 간단한 합성법으로 대량 생산할 수 있는 고체전해질과 이를 이용해 세계 최고 효율의 고체 타입 섬유형 태양전지를 개발했다”면서 “에너지 저장장치와 접목해 각종 휴대용 전자기기 전원공급 장치로 활용하면 섬유 전자산업을 선도할 수 있을 것”이라 말했다.

이번 성과는 'ACS 서스테이너블 케미스트리 앤 엔지니어링' 10월 12일자 표지논문으로 실렸다.

창원=임동식기자 dslim@etnews.com