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. 멈춰버린 엘리베이터, 고칠 시스템이 없다
  2. 2025 교원양성기관 역량진단 발표… 충청권 대학 정원 감축 대상은?
  3. 사실상 처벌 없는 관리… 갇힘사고 959번, 과태료는 3건
  4. [라이즈人] 홍영기 건양대 KY 라이즈사업단장 "학생중심 성과… 대학 브랜드화할 것"
  5. 강수량 적고 가장 건조한 1월 …"산불과 가뭄위험 증가"
  1. "대전충남 등 전국 행정통합法 형평성 맞출것"
  2. 단속 무시한 건축 폐기물 무단 투기
  3. 초미세먼지에 갇힌 대전 도심
  4. 대전교육청 공립 중등 임용 최종 합격자 발표… 평균경쟁률 8.7대 1
  5. 대전교육청 교육공무원 인사… 동부교육장 조진형·서부교육장 조성만

헤드라인 뉴스


대형마트도 새벽배송 허용?… 골목상권에 ‘로켓탄’ 던지나

대형마트도 새벽배송 허용?… 골목상권에 ‘로켓탄’ 던지나

당·정·청이 대형마트 '새벽배송'을 허용하는 방안을 추진하는 것으로 알려지면서 골목상권인 소상공인들이 즉각 반발하며 반대 목소리를 내고 있다. 규제가 완화될 경우 전통시장과 소상공인들의 매출 급감이라는 직격탄으로 다가올 것이라는 게 업계의 우려다. 5일 유통업계에 따르면 더불어민주당과 정부, 청와대는 최근 실무협의회를 열고 대형마트 새벽배송을 허용하는 내용을 골자로 한 유통산업발전법 개정안을 논의한 것으로 알려졌다. 당정청은 해당 법에 전자상거래의 경우 관련 규제를 적용하지 않는 예외 조항을 두는 방안을 협의한 것으로 전해졌다. 만..

[정책토론회] "대전·충남 행정통합, `지방의회`의 역할과 준비 과제를 묻다"
[정책토론회] "대전·충남 행정통합, '지방의회'의 역할과 준비 과제를 묻다"

연말부터 본격화된 대전·충남 행정통합이 본궤도에 올랐다. 더불어민주당이 충남·대전통합특별법안을 국회에 발의하며 입법 절차에 들어가면서다. 민주당은 9일 공청회, 20~21일 축조심사, 26일 본회의 통과를 목표로 속도를 내고 있다. 계획대로라면 오는 7월 충남대전특별시 출범이 현실화된다. 하지만 저항도 만만치 않다. 국민의힘 소속인 이장우·김태흠 시·도지사와 지역 국민의힘은 항구적 지원과 실질적 권한 이양 등이 필요하단 점을 들어 민주당 법안에 반대 의사를 명확히 하고 있다. 시민사회단체에서도 시민의 목소리가 배제된 채 통합이 추진..

부여 관북리 유적서 `백제 피리` 첫 확인… 1500년 잠든 ‘횡적’이 깨어나다
부여 관북리 유적서 '백제 피리' 첫 확인… 1500년 잠든 ‘횡적’이 깨어나다

국가유산청 국립문화유산연구원 국립부여문화유산연구소(소장 황인호)는 5일 오전 부여군과 공동으로 진행 중인 부여 관북리 유적 제16차 발굴조사 성과 공개회를 진행했다. 이번 공개회에서는 2024~2025년 발굴 과정에서 출토된 주요 유물들이 처음으로 일반인에게 알렸다. 부소산 남쪽의 넓고 평탄한 지대에 자리한 관북리 유적은 1982년부터 발굴조사가 이어져 온 곳으로 사비기 백제 왕궁의 핵심 공간으로 인식된다. 대형 전각건물과 수로, 도로, 대규모 대지 등이 확인되며 왕궁지의 실체를 밝혀온 대표 유적이다. 이번 16차 조사에서 가장 주..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 취약계층을 위한 설맞이 사랑의 온정 나눔 취약계층을 위한 설맞이 사랑의 온정 나눔

  • 국민의힘 대전시당, ‘졸속통합, 차별통합 중단하라’ 국민의힘 대전시당, ‘졸속통합, 차별통합 중단하라’

  • 초미세먼지에 갇힌 대전 도심 초미세먼지에 갇힌 대전 도심

  • 단속 무시한 건축 폐기물 무단 투기 단속 무시한 건축 폐기물 무단 투기