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. 충남신보, 천안-아산 소상공인에 특례보증 지원
  2. "서산 관광 캐릭터, 가티&오슈 만나러 오세요!", 여름테마파크서 관광객 사로잡아
  3. KAIST 부설 한국과학영재학교 교장에 김도경 KAIST 명예교수 선임
  4. 대전시 "선도지구 2차 선정 공모 또는 제안 방식으로"… 두 방식 차이점은?
  5. '피지컬AI 1㎜ 에러를 잡아라' 대전창업포럼서 스타트업 '주목'
  1. 세종시 교통신호, '내비게이션'으로 미리 본다
  2. 충남교육청, 학교 조리실 종사자에 방진마스크 지급 논란 확산… 정치권 "보여주기식 땜질 멈춰라"
  3. 대전중수청 '대전 이전' 속도… 행안부 차관 "내년 설계비 반영" 확답
  4. 대전보훈병원, 심평원 약제급여 적정성 평가 '1등급'
  5. 중장년 재취업을 향한 열기

헤드라인 뉴스


[기획] 시립 소극장 등 건립 하세월… 시민 `문화 갈증` 해소가 우선

[기획] 시립 소극장 등 건립 하세월… 시민 '문화 갈증' 해소가 우선

'문화예술 도시 세종'을 향한 청사진은 화려하지만, 현실은 녹록지 않다. 지역 예술 꿈나무들은 설 무대를 찾지 못해 인근 타 도시로 향하고, 시민들은 문화공연을 즐길 시설이 부족해 문화 향유에 목말라 있다. 여기에 재정난으로 주요 문화시설 건립까지 지연되면서, 세종의 문화예술 인프라가 도시의 성장 속도를 따라가지 못하고 있다는 지적이 나온다. 세종은 언제쯤 행정수도를 넘어 시민 누구나 문화를 누리고 예술가가 지역에서 꿈을 펼칠 수 있는 도시로 나아갈 수 있을까. 세종 문화예술 인프라의 현주소와 과제를 3차례에 걸쳐 들여다본다. <편..

무수익여신 늘어나는 시중은행... 연체율 느는 대전 기업·가계대출도 적신호
무수익여신 늘어나는 시중은행... 연체율 느는 대전 기업·가계대출도 적신호

주요 시중은행에서 돈을 빌리고 이자를 내지 못하는 가계와 기업 비율이 코로나19 이후 최고 수준에 달하고 있다. 대전 시중은행에서도 기업·가계대출 연체율이 급격히 치솟고 있는데, 기준금리 인상 기조까지 더해지면서 한계 차주들이 더 늘어날 전망이다. 12일 금융권에 따르면 5대 은행(KB국민·신한·하나·우리·NH농협)의 올 2분기 말 무수익여신 잔액은 총 6조 4108억원으로 집계됐다. 2025년 말(5조 65억원)보다 28.0% 증가했다. 이들 은행의 무수익여신 잔액이 6조원을 넘은 것은 이번이 처음이다. 5대 은행의 전체 여신에서..

4개국 신임 주한 상주대사, 이 대통령에 신임장 제출
4개국 신임 주한 상주대사, 이 대통령에 신임장 제출

미국과 포르투갈, 아랍에미리트, 아일랜드 신임 주한대사들이 12일 이재명 대통령에게 신임장을 제출했다. 이 대통령은 이날 오전 청와대에서 열린 신임장 제정식에서 신임 주한 상주대사 4명으로부터 신임장을 제출받았다. 신임장은 파견국의 국가 원수가 자국의 신임대사에게 수여한 것으로, 주재국 국가 원수에게 전달하는 문서다. 신임장을 제정한 대사는 미셸 스틸 주한 미국대사와 반다 마리아 디아스 스텔제르 세케이라 주한 포르투갈대사, 자말 압둘라 모하메드 빈 압둘와합 알 수와이디 주한 아랍에미리트대사, 숀 호이 주한 아일랜드대사다. 이 대통령..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 대전 가장교 시멘트 떨어짐 현상…시민들 안전 ‘위협’ 대전 가장교 시멘트 떨어짐 현상…시민들 안전 ‘위협’

  • ‘무궁화 축제에서 나라사랑 의미 되새겨요’ ‘무궁화 축제에서 나라사랑 의미 되새겨요’

  • 폭염에 농작물도 피해 폭염에 농작물도 피해

  • 중장년 재취업을 향한 열기 중장년 재취업을 향한 열기