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. 한국시니어모델협회와 함께 하는 '사랑의 떡국 나눔봉사'
  2. 송강사회복지관, 한국수력원자력(주) 중앙연구원과 함께 따뜻한 설맞이 나눔
  3. 대덕구노인종합복지관 제1분관 신대노인복지관, 설 명절 맞이 떡국 떡 나눔행사
  4. 대전사랑메세나.창의력오감센터, 지역 상생 위한 업무협약
  5. 대전시새마을회, 2026년도 정기총회 성황리 개최
  1. 대전농협, 복지시설 4곳에 샤인머스캣 750박스 기부
  2. 관저종합사회복지관에 한국전력공사 대전전력지사, 예담추어정 본점에서 후원품 전달
  3. 대전참여자치시민연대, 정기총회 갖고 새해 주요 사업과제 보고
  4. 대전신세계, 26일까지 캐릭터 멀티 팝업스토어 6층서 연다
  5. [6.3지방선거] 시장·구청장, 시·도의원, 구·시의원 예비후보 등록 20일

헤드라인 뉴스


[설특집] 성심당은 시작일 뿐…`빵의 도시 대전` 완벽 가이드

[설특집] 성심당은 시작일 뿐…'빵의 도시 대전' 완벽 가이드

설 연휴를 맞아 외지에 있는 가족들이 대전으로 온다. 가족들에게 "대전은 성심당 말고 뭐 있어?"라는 질문을 받을 때마다 대전 시민으로서의 자존심에 작은 생채기가 나곤 했다. 하지만 이번 만큼은 다를 것이다. '노잼(No재미) 도시'라는 억울한 프레임을 보란 듯이 깨부수고, 빵과 디저트에 진심인 대전의 진짜 저력을 그들에게 증명해 보일 계획이다. ▲대전이 성심당이고 성심당이 대전이다 나의 첫 번째 전략은 '기승전 성심당'이라는 공식을 넘어서는 것이다. 물론 대전의 상징인 성심당 본점은 빠질 수 없는 필수 코스다. 대전역에 내리는 가..

[그땐 그랬지] 1990년 설연휴 대전 시민의 안방 모습은?… TV 앞에서 오순도순
[그땐 그랬지] 1990년 설연휴 대전 시민의 안방 모습은?… TV 앞에서 오순도순

1990년 1월 26일부터 28일까지 이어진 설 연휴, 대전의 안방은 TV가 뿜어내는 화려한 영상과 소리로 가득 찼다. 당시 본보(중도일보) 지면을 장식한 빼곡한 'TV 프로그램' 안내도는 귀성길의 고단함을 잊게 해줄 유일한 낙이자, 흩어졌던 가족을 하나로 묶어주는 강력한 매개체였다. ▲ 지상파 3사의 자존심 대결, '설 특집 드라마' 당시 편성표의 꽃은 단연 '설 특집 드라마'였다. KBS와 MBC로 대표되는 지상파 방송사들은 명절의 의미를 되새기는 따뜻한 가족극을 전면에 배치했다. 특히 1월 26일 방영된 KBS의 '바람소리'와..

충남·대전 행정통합 특별법, 국회 행안위 의결
충남·대전 행정통합 특별법, 국회 행안위 의결

충남과 대전의 행정통합 근거를 담은 특별법이 국회 행정안전위원회를 통과했다. 정부와 여당이 '2월 내 본회의 통과'를 목표로 속도전에 나서면서, 오는 6·3 지방선거를 통합 체제로 치를 가능성이 한층 높아졌다. 국회 행안위는 12일 밤 10시 10분 전체회의를 열고 자정 직전 대전·충남을 비롯해 전남·광주, 대구·경북 행정통합을 위한 특별법을 의결했다. 각 특별법에는 새로 출범할 통합특별시에 서울시에 준하는 위상을 부여하고, 이에 따른 국가 재정지원과 교육자치 특례 등을 담았다. 행정통합의 특례 근거를 명시한 지방자치법 개정안도 함..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • ‘건강하고 행복한 설 명절 보내세요’ ‘건강하고 행복한 설 명절 보내세요’

  • ‘대전 죽이는 통합법, 절대 반대’ ‘대전 죽이는 통합법, 절대 반대’

  • 누가 누가 잘하나? 누가 누가 잘하나?

  • 대전·충남 행정통합에 대한 주민투표 시행 촉구 결의안 전달 대전·충남 행정통합에 대한 주민투표 시행 촉구 결의안 전달