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. 가성비 대중교통 카드 '이응+K패스', 2026년 필수품
  2. 대전 충남 통합지자체 명칭 충청특별市 힘 받는다
  3. 대전사랑카드 5일부터 운영 시작
  4. 대전·충남 통합 논의에 교육계 쌍심지 "졸속통합 중단하라"
  5. 한국조폐공사, 진짜 돈 담긴 ‘도깨비방망이 돈키링’ 출시
  1. 붕괴위험 유등교 조기차단 대전경찰 정진문 경감, '공무원상 수상'
  2. 대화동 대전산단, 상상허브 첨단 산업단지로 변모
  3. 유성구 새해 시무식 '다함께 더 좋은 유성' 각오 다져
  4. 대전 대덕구, CES 2026서 산업 혁신 해법 찾는다
  5. 대전 서구, 84억 원 규모 소상공인 경영 안정 자금 지원

헤드라인 뉴스


지역 경제계 "청주국제공항, 중부권 허브공항으로 육성해야"

지역 경제계 "청주국제공항, 중부권 허브공항으로 육성해야"

지역 경제계가 연간 이용객 500만 명을 돌파한 청주국제공항을 중부권 허브 공항으로 육성해야 한다고 주장했다. 대전상공회의소와 대전세종충남경제단체협의회는 2일 국토교통부 '제7차 공항개발종합계획'에 청주국제공항 민간 전용 활주로 신설을 반영해 줄 것을 공식적으로 건의했다. 대전상의는 건의문을 통해 "청주국제공항은 이미 수요와 경제성을 통해 중부권 거점공항으로서의 가능성을 입증했지만, 민·군 공용이라는 구조적 제약으로 성장에 한계를 겪고 있다"며 "민간 전용 활주로 신설은 선택이 아닌 필수적인 인프라 확충 과제"라고 강조했다. 청주공..

이 대통령 `세종 집무`, 2029년 8월로 앞당기나
이 대통령 '세종 집무', 2029년 8월로 앞당기나

대통령 세종 집무실이 2029년 이전 안으로 앞당겨질 가능성이 커지고 있다. 윤석열 전 정부 초기만 하더라도 2027년 하반기 완공을 예고했으나 시간이 갈수록 점점 미뤄져 2030년 하반기를 내다봤던 게 사실이다. 이재명 대통령이 지난해 12월 12일 정부세종컨벤션센터에서 행복청 업무계획 보고회 당시 '시기 단축'을 언급했음에도 난제로 다가왔다. 당시 이 대통령은 "제가 대통령 선거하면서, 용산에 있다가 청와대로 잠깐 갔다가 퇴임은 세종에서 할 것 같다고 여러차례 얘기했다"라며 "2030년에 대통령 집무실을 지으면, 잠깐만 얼굴만..

독립기념관, 인력 요청도 안했는데… 임피제 직원을 자회사 대표로
독립기념관, 인력 요청도 안했는데… 임피제 직원을 자회사 대표로

독립기념관이 자회사인 한빛씨에스의 대표이사 자리를 좌지우지하면서 자율성 및 독립성을 훼손하고 있다는 지적이다. 5일 독립기념관 감사보고서에 따르면 2024년 국가보훈부 종합감사, 2025년 자체 종합감사에서 출자회사 운영과 대표이사 인력지원에 관한 사항에서 문제가 있다고 나타났다. 국가보훈부는 독립기념관이 임금피크제가 적용되는 직원을 자회사 대표이사로 파견해 급여를 지급하고, 자회사로부터 매월 100만원의 경영자문료를 지급하는 사실을 밝혀냈다. 특히 자회사가 별도의 근거 없이 독립기념관에서 파견된 대표이사에게 파견수당의 성격을 가진..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 차량 추돌 후 방치된 그늘막 쉼터 차량 추돌 후 방치된 그늘막 쉼터

  • 새해 첫 주말부터 ‘신나게’ 새해 첫 주말부터 ‘신나게’

  • 새해 몸만들기 관심 급증 새해 몸만들기 관심 급증

  • 병오년 이색 도전…선양 맨몸마라톤 이색 참가자 병오년 이색 도전…선양 맨몸마라톤 이색 참가자