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. 백석문화대, 2026 충남 해커TOON 캠프 개최
  2. 천안문화재단, '찾아가는 예술무대'와 함께하는 따뜻한 동행
  3. 천안시, 도솔아카데미서 아동학대 예방 캠페인…인식 개선 앞장
  4. 천안시, 석오이동녕기념관서 여름방학 맞이 어린이 체험교실 운영
  5. 천안흑성회, 천안시체육회에 후원금 기탁… 체육 꿈나무 육성 지원
  1. 충남콘진원, 미드폼 영상콘텐츠 제작 지원사업 추진
  2. 천안시, 복합위기 가구 지원 위한 공공부문 사례관리 협력망 강화
  3. 천안법원, 고시원 공용 음식 무단취식 혐의 20대 남성 징역형
  4. [전문인칼럼] 2027년 최저임금 심의위원회에 바란다
  5. 대전 미래 10년 도시철도 밑그림 완성... 민선 9기 전략 중요

헤드라인 뉴스


`대한민국 대도약 3대 프로젝트 29일 공개… 충청권 초미 관심

'대한민국 대도약 3대 프로젝트 29일 공개… 충청권 초미 관심

이재명 정부가 주도하는 국가균형성장의 브랜드 될 '대한민국 대도약 3대 메가 프로젝트'가 29일 공개된다. 호남권은 물론 충청권과 영남권까지 아우르는 초대형 프로젝트라는 점에서 투자 규모와 분야 등 세부적인 계획에 관심이 쏠린다. 이 대통령은 이날 오후 청와대에서 주재하는 대한민국 대도약 3대 메가 프로젝트 국민 보고회에서는 국가균형성장과 국토 공간 재편, 미래 첨단핵심산업 등을 담은 대규모 프로젝트로, 이재용 삼성전자 회장과 최태원 SK그룹 회장 등도 참석한다. 보고회는 이 대통령의 모두 말씀에 이어 산업통상자원부를 필두로 과학기..

민선 9기 대전시 `우리 모두의 대전, 온통 행복한 시민`
민선 9기 대전시 '우리 모두의 대전, 온통 행복한 시민'

민선 9기 대전시 허태정 호(號)의 슬로건이 '우리 모두의 대전, 온통 행복한 시민'으로 28일 선정됐다. 대전시장직 인수위원회는 이번 슬로건은 시민들의 다양한 의견을 수렴하고 허 당선인의 시정 철학과 민선 9기 시정의 방향성을 담아냈다. '우리 모두의 대전'은 시민주권시대를 맞아 시민이 주인이라는 점을 천명한 것으로 '시민을 시정의 중심에 두겠다'는 허 당선인의 약속을 담아냈다. '온통 행복한 시민'은 시민의 행복을 위해 일하는 시정을 펼치겠다는 허 당선인의 의지와 대표 공약인 온통대전2.0 추진 의지가 함께 반영된 결과라는 설명..

5대 시중은행 마통 잔액 3년 8개월만에 최대치... 빚내 투자하자 `빚투` 증가
5대 시중은행 마통 잔액 3년 8개월만에 최대치... 빚내 투자하자 '빚투' 증가

국내 5대 시중은행 마이너스통장 사용액이 3년 8개월 만에 최대치를 기록하면서 빚내서 투자하는 '빚투'가 계속되고 있다. 28일 금융권에 따르면 5대 시중은행인 KB국민·신한·하나·우리·NH농협은행의 개인 마이너스통장 잔액은 25일 기준 43조 3363억원으로 집계됐다. 역대 월말 잔액과 비교하면 2022년 10월 말(43조 6609억원) 이후 3년 8개월 만에 최대 규모다. 5대 시중은행의 마통 잔액은 5월부터 두 달 연속 조 단위로 불어나고 있다. 4월 말 39조 6675억원에서 5월 말 41조 5324억원으로 1조 8650억원..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 무더위 날리는 음악분수 무더위 날리는 음악분수

  • 석유 최고가격제 첫 인하…저렴한 주유소로 몰리는 차량들 석유 최고가격제 첫 인하…저렴한 주유소로 몰리는 차량들

  • 갈고닦은 기술의 향연 갈고닦은 기술의 향연

  • 대한민국 패배에 실망하는 축구팬…32강 진출 불투명 대한민국 패배에 실망하는 축구팬…32강 진출 불투명