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. 대전 목동 을지의대 캠퍼스에 본관동 신축과 노후철거 등 변화 예고
  2. 사흘째 폭우에 충청권 피해 누적… 침수·고립·열차 차질 잇따라
  3. 폭우 속 대전 주택 화재 잇따라 6명 부상...베트남 신생아 모포로 던져 생존 등
  4. 대전·세종·충남 이틀째 이어지는 폭우에 피해 신고 잇따라
  5. [르포] 호우경보에도 '먹통' 전광판·열린 차단기… 폭우 중 유등천 현장 가보니
  1. 을지학원 의대 새 캠퍼스 대덕특구도 검토…안정적인 목동캠퍼스 리모델링 결정
  2. 충남대-국립공주대 통합 '절차' 놓고 구성원 시각차
  3. 홍성서 전 여자친구 연인 흉기로 살해한 50대 구속기소… 검찰 "보완수사로 스토킹 혐의추가"
  4. 충남 8~9일 최대 200㎜ 폭우… 주민 433명 사전대피·농경지 12㏊ 침수
  5. 한남대·국가철도공단 법정 공방 본격화

헤드라인 뉴스


전국 최초 도입한 3칸 굴절버스 `스톱` 위기

전국 최초 도입한 3칸 굴절버스 '스톱' 위기

대전시가 전국 최초로 도입한 3칸 굴절버스가 임시 운행도 못해보고 '스톱'위기를 맞았다. 9일 대전시에 따르면 시는 지난해 7월 대전교통공사를 통해 차량수입대행업체와 92억 원 규모의 3칸 굴절버스 구매 계약(3대)을 체결했다. 3칸 굴절버스는 중국 CRRC사의 'ART' 차량으로 이중 1대는 지난해 10월 대전시에서 시범 운행을 하기도 했다. 하지만, 대전시가 73억의 선금을 지급한 3칸 굴절버스 2대가 결국 납품 기한인 지난달 30일까지 국내에 들어오지 못했다. 그동안 납품 차량수입대행업체가 자금난으로 이미 제작된 차량 2대를..

[르포] 호우경보에도 `먹통` 전광판·열린 차단기… 폭우 중 유등천 현장 가보니
[르포] 호우경보에도 '먹통' 전광판·열린 차단기… 폭우 중 유등천 현장 가보니

호우경보가 발효된 7월 8일 대전 하천변 산책로와 하상도로의 출입 통제가 현장에서 제대로 이뤄지지 않은 것으로 확인됐다. 일부 산책로는 통제선이 설치됐음에도 시민들이 쉽게 드나들었고, 하상도로는 침수가 시작된 뒤에도 차량 통행이 이어졌다. 재난 대응 시설과 현장 운영 체계의 실효성을 점검해야 한다는 지적이 나온다. 취재기자가 8일 오후 6시 40분께 찾은 서구 용문동 유등천 인근은 이날 오후 2시 20분 호우주의보가 호우경보로 격상되며 굵은 빗줄기가 이어지고 있었다. 도로를 달리는 차량들은 거센 물보라를 일으켰고, 유등천 수위도 빠..

대전 이달 도시가스료, 지난달보다 0.74% 오른다
대전 이달 도시가스료, 지난달보다 0.74% 오른다

중동전쟁 장기화에 따른 에너지 물가 급등 속에 대전지역의 도시가스 평균 소비자요금도 지난달보다 0.74% 오른다. 지난해 같은 달과 비교하면 5.5% 인상된 수준이다. 9일 대전시 등에 따르면 시는 소비자정책심의위원회 심의를 거쳐 7월 1일 사용분부터 도시가스 평균 소비자요금을 소폭 인상하기로 했다. 대전시 경제국은 최근 열린 7월 월간업무보고에서 허태정 시장에게 도시가스 요금 인상안을 보고하면서, 2인 가구 기준 월 3만 7000원을 사용할 경우 월 부담액이 약 296원 늘어나는 수준이라고 설명한 것으로 전해졌다. 도시가스 요금은..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 폭우에 쏟아진 토사로 도로 통제 폭우에 쏟아진 토사로 도로 통제

  • 초복 앞두고 삼계탕 나눔 초복 앞두고 삼계탕 나눔

  • 어르신들 바둑·장기 한마당 어르신들 바둑·장기 한마당

  • 제10대 대전시의회 전반기 의장에 선출된 조성칠 의원 제10대 대전시의회 전반기 의장에 선출된 조성칠 의원