유기 태양전지 효율성과 수명연장을 동시에…

  • 경제/과학
  • 대덕특구

유기 태양전지 효율성과 수명연장을 동시에…

고두현 교수·KIST 권석준 박사 다성분계 유기태양전지 기술 개발

  • 승인 2017-02-12 11:15
  • 신문게재 2017-02-13 13면
  • 최소망 기자최소망 기자
▲ 고두현 교수
▲ 고두현 교수
국내연구진이 미래 신재생 에너지원으로 불리는 '유기 태양전지'의 효율을 높이고 수명을 연장한 기술을 개발했다.

유기 태양전지는 실리콘 등 무기 물질 대신 가시광을 흡수하는 유기 물질을 광 흡수층으로 사용하는 태양전지다.

얇은 막으로도 태양광 대부분을 흡수할 수 있어 미래 신재생 에너지원으로 주목받고 있다.

한국연구재단은 경희대 응용화학과 고두현 교수<사진>와 한국과학기술연구원(KIST) 권석준 박사가 공동으로 기존 태양전지보다 효율과 수명을 획기적으로 늘린 4성분계 유기 태양전지기술을 개발했다고 12일 밝혔다.

태양빛을 받아 생성된 전자를 주는 물질인 도너(donor)와 태양빛을 받아 생성된 전자를 받는 물질인 억셉터(accepter)가 혼합된 유기물질로 유기 태양전지는 만들어진다.

하지만, 유기태양전지 작동 중에는 도너와 억셉터가 지속적으로 분리돼 효율과 수명이 지속적으로 저하됐다.

▲ 프린팅 기법으로 제작 가능한 대면적 유기 태양전지 도식도.
▲ 프린팅 기법으로 제작 가능한 대면적 유기 태양전지 도식도.
이에 연구팀은 도너와 억셉터가 아닌 서로 다른 종류의 고분자 도너 2종류와 탄소 원자 2종류가 포함된 억셉터 물질을 특정 비율로 혼합하는 4성분계 '벌크 이종 접합(bulk heterojunction)' 방법을 개발해 태양전지에 적용했다.

벌크 이종 접합은 서로 다른 성분을 갖는 벌크 단위의 물질 간의 접합으로 일반적으로, 보통 도너와 업섹터 한 쌍으로 이루어진 접합을 말한다. 그 결과 비교적 높은 온도인 65℃도에서 1년 간 보관했을 때 초기 광전 변환 효율이 초기 효율 대비 72% 이상 유지했다.

기존 태양전지가 1개월 내 성능이 초기 효율 대비 절반 이하로 급감하는 것과는 대조적이다.

여름 자동차 내부 실내 온도인 95℃보다 높은 섭씨 120℃에 이르는 혹독한 고온에서도 1개월 내 성능이 초기 광전변환 효율의 약 70% 이상을 유지했다.

또 다성분계 벌크 이종 접합 태양전지는 광흡수 영역을 확대시키고 도너과 억셉터 간의 계면을 높여 효율이 약 11% 향상되기도 했다.

이밖에 다성분계 태양전지에 사용되는 광흡수 물질의 흡수 영역과 물질 간의 비율에 따라 푸른색에서 붉은색까지 사람의 눈에 보이는 색상 차이를 미세하게 조절할 수 있는 특징이 있다.

고두현 교수는 “이 연구는 유기 태양전지의 효율과 안정성을 동시에 향상시킬 수 있는 새로운 플랫폼 기술을 개발한 것에 의미가 있다” “눈에 보이는 색상의 차이를 미세하게 조절할 수도 있어 건물 창이나 외벽에 미학적인 용도로 사용하는 창호형 태양전지로 적용할 수 있을 것으로 기대된다”고 설명했다.

이 연구 결과는 미래창조과학부와 한국연구재단 기초연구사업의 지원을 받아 수행됐으며, 지난달 16일 국제적인 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)'에 게재됐다.

최소망 기자 somangchoi@

중도일보(www.joongdo.co.kr), 무단전재 및 수집, 재배포 금지

기자의 다른기사 보기

랭킹뉴스

  1. 세종시 선수단, 전국체전 금빛 사냥… 메달 기대주는
  2. 지역 경제계, 대전산단 입주규제 '업종코드'→'오염물질' 전환돼야
  3. "심리상담 전문성 검증 없는 업무 확대 반대"
  4. 이영우 6대 세종남부서장 취임 "시민 일상 지킬 것"
  5. 세종시 선수단 716명, 전국체전 출격… 메달 레이스 돌입
  1. 서산시의회, 국화축제장서 구슬땀, 성공 개최 힘 보탰다
  2. 대전센텀병원, 직원들 동참 혈액나눔 헌혈봉사 실천
  3. 대전시가족센터 개소 20주년 기념 2026 대전,가족·돌봄이음
  4. 전국 730만채 건물 에너지와 행정데이터 잇는 국가급 '데이터넷' 구축
  5. 대덕특구본부, GPS 없이 무인기 위치파악 기술력 특구기업 선발

헤드라인 뉴스


세종시 전국체전 초반, 동메달 7개 수확… 유도·레슬링·씨름 선전

세종시 전국체전 초반, 동메달 7개 수확… 유도·레슬링·씨름 선전

제107회 전국체육대회에 출전 중인 세종시 선수단이 대회 초반 동메달 7개를 수확하며 메달 경쟁에 시동을 걸고 있다. 18일 세종시체육회가 집계한 전날까지 경기 결과를 보면, 세종시는 금메달과 은메달 없이 동메달 7개를 획득했다. 지난 11일 사전 경기에서 탁구 단체전 동메달 1개 확보 이후 17일 하루에만 씨름과 주짓수, 합기도, 유도, 레슬링 등 모두 5개 종목에서 동메달 6개를 쓸어 담았다. 이번 대회 목표인 금메달 3개와 은메달 5개, 동메달 17개 등 모두 25개를 획득하기 위해 갈 길은 아직 멀다. 오는 22일까지 37개..

충주시, 드론 날고 로봇 달린다…미래형 배송서비스 본격 실증
충주시, 드론 날고 로봇 달린다…미래형 배송서비스 본격 실증

드론이 하늘길을 날아 물품을 운반하고 자율주행 로봇이 마지막 구간을 이어받는 새로운 배송서비스가 충주에서 현실화된다. 하늘과 지상을 하나로 잇는 '드론+로봇' 연계 배송이 미래형 물류체계의 새로운 가능성을 열 전망이다. 충주시는 국토교통부 공모사업인 '2026년 드론실증도시 구축사업'을 통해 11월 30일까지 중앙탑사적공원과 살미면 유기농체험센터 일원에서 드론·로봇 연계 배송 실증을 추진한다고 16일 밝혔다. 중앙탑사적공원에서는 관광객을 대상으로 한 '관광형 배송'을, 살미면에서는 교통 취약지역 주민을 위한 '생활형 배송'을 운영한..

천안법원, 두 번 선처에도 음주운전한 40대 남성 `징역 1년`
천안법원, 두 번 선처에도 음주운전한 40대 남성 '징역 1년'

두 번의 선처에도 재차 음주운전을 한 40대가 세 번째에는 실형을 살게 됐다. 대전지법 천안지원 형사3단독은 도로교통법위반(음주운전) 혐의로 기소된 A(47)씨에게 징역 1년을 선고하고 법정구속했다. 18일 법조계에 따르면 A씨는 2026년 6월 25일 동남구 목천읍에서 같은 구 청수동까지 4.5km구간에서 혈중알코올농도 0.175%의 술에 취한 상태로 승용차를 운전한 혐의로 재판에 넘겨졌다. 강태규 부장판사는 "피고인은 이 사건 범행 이전 10년 내에 두 차례 음주운전죄로 처벌받은 전력이 있음에도 또다시 이 사건 각 범행을 저질렀..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 한화이글스 류지현 감독 취임 한화이글스 류지현 감독 취임

  • ‘나Be 한마당에서 꿈 찾았어요’ ‘나Be 한마당에서 꿈 찾았어요’

  • 유성국화축제 ‘준비 착착’ 유성국화축제 ‘준비 착착’

  • 어르신들의 신중한 한수 어르신들의 신중한 한수