세계 최고 효율 7.5% 달성, 유기 태양전지 상용화 앞당겨

▲ 광주과학기술원 이광희 교수


[특급뉴스]국내 연구진이 고효율 인쇄형 유기태양전지 제작이 가능한 새로운 모듈구조를 개발했다.

한국연구재단은 미래부와 재단의 중견연구자지원사업, 기후변화대응기술개발사업, 신산업창조프로젝트사업의 지원을 받은 이광희 교수팀(광주과학기술원)이 유기태양전지 모듈에서 기존의 패턴공정을 생략하고 간단한 인쇄 공정만으로 유효면적을 극대화할 수 있는 모듈 구조를 개발, 세계 최고의 모듈 효율 7.5%를 기록했다고 밝혔다.

유기태양전지는 기존의 실리콘 또는 화합물 반도체를 주원료로 하는 무겁고 부서지기 쉬운 무기물 태양전지와 달리 가볍고 유연한 특성과 더불어 신문을 찍어내듯 연속적으로 생산할 수 있는 인쇄 공정이 가능해 차세대 태양전지로 주목받았다. 하지만 인쇄 공정 시 수반되는 패턴 공정으로 인해 유효면적 감소와 이에 따른 낮은 모듈 효율이 단점이었다.

이광희 교수팀은 실험을 통해 유기태양전지 모듈 제작 과정에서 전자(음전하) 수송층과 정공(양전하) 수송층의 패턴 공정 없이도 단위 셀들을 직렬로 연결할 수 있음을 확인하였고, 간단한 슬롯다이 인쇄 공정만을 통해 고효율 모듈 제작에 성공하였다.

세계적인 학술지 네이처의 자매지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)' 1월 5일에 게재된 이번 연구 논문은 현재까지 학계에 보고된 대면적 유기태양전지 모듈 중 가장 높은 효율을 기록했으며, 한국에너지기술원 공인 인증을 완료했다.

한국연구재단은 "이번 연구 성과는 모듈 효율 향상 및 공정 단순화를 통해 저가 인쇄 공정에 적합한 새로운 대면적 유기태양전지 모듈 구조를 개발한 것으로, 미래 화석연료를 대체할 차세대 대체 에너지인 유기태양전지의 산업화를 한 단계 앞당길 것으로 기대된다"고 밝혔다.

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