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. 45년 방치 공간의 변신…김해 수안마을 수국축제 열린다
  2. 국세청, "국세 징수 넘어 통합 재정수입 기관" 도약
  3. [대전의 숨은 이야기] 대전에서 연시은 따라잡기! '약한영웅 Class 2' 성지순례
  4. 반도체 생산 고순도 중수소암모니아 국산화 기술 개발
  5. [썰] 박은정, '나'번의 반란 주인공
  1. 대전 초등생 피살사건 유족 손배소 일부 승소…명재완·대전시 공동배상
  2. "소상공인 AI 상생협업교육·AI 활용지원 참여 소상공인 모집해요"
  3. 대전·세종 교권보호위원회 평교사위원 '0'명
  4. "망상 등 청소년 조기정신증, 조기 개입 효과 뚜렷"
  5. 이태호부터 황인범까지 대전 출신의 월드컵 영웅들

헤드라인 뉴스


충청권 벤처 잠재력 최대인데… ‘돈·사람’은 여전히 서울로

충청권 벤처 잠재력 최대인데… ‘돈·사람’은 여전히 서울로

충청권 벤처기업 생태계가 수도권을 제외한 비수도권 중에서 가장 높은 잠재력을 갖추고 있는 것으로 나타났다. 다만 자본과 인재, 투자 등의 벤처 생태계 핵심 인프라는 여전히 수도권에 집중돼 지역별 잠재력을 고려한 균형성장 정책 마련이 시급하다는 제언이 나온다. 11일 벤처기업협회가 발표한 '지역 벤처기업 현황 및 지원정책 분석' 보고서에 따르면 국내 중소기업 중 벤처기업이 차지하는 비율은 10.2%로 집계됐다. 권역별로는 수도권(11.5%)과 충청권(10.7%)이 평균을 웃돌았으며, 이 외의 비수도권 지역은 6~9%에 머물렀다. 특히..

대전 출신 황인범 체코전서 `멀티 공격포인트`, 북중미 월드컵 첫승 견인
대전 출신 황인범 체코전서 '멀티 공격포인트', 북중미 월드컵 첫승 견인

2026 북중미 월드컵에 나선 태극전사들이 대전 출신 황인범(페예노르트)과 오현규(베식타시)의 후반 연속골로 체코에 역전승을 따냈다. 홍명보 감독이 지휘하는 한국 축구대표팀은 12일(이하 한국시간) 멕시코 사포판의 과달라하라 스타디움에서 열린 북중미 월드컵 조별리그 A조 1차전에서 체코에 2-1로 승리했다. 한국은 후반 14분 라디슬라프 크레이치(울버햄프턴)에게 먼저 실점했으나 후반 22분 이강인(파리 생제르맹)의 도움에 이은 황인범의 동점 골, 후반 35분 오현규의 역전 골로 승점 3을 챙겼다. 특히 황인범은 오현규의 골을 돕기도..

충청권 지역의사제 사실상 `수시 전형`…의대 입시전략 바뀐다
충청권 지역의사제 사실상 '수시 전형'…의대 입시전략 바뀐다

2027학년도 지역의사제 시행을 앞두고 충청권 의대 입시의 무게중심이 수시로 이동하고 있다. 충북대를 제외한 충청권 6개 의대가 지역의사제 모집 인원을 전원 수시에서 선발하기로 하면서 수험생들의 입시 전략에도 변화가 예상된다 11일 교육계와 종로학원에 따르면 지역의사제는 지역 의료인력 확충을 위해 일정 기간 해당 권역에서 의무적으로 근무할 인재를 선발하는 제도로, 2027학년도 대입부터 처음 도입된다. 충청권에서는 충북대 39명으로 가장 많고 충남대 27명, 순천향대 18명, 단국대 천안캠퍼스 15명, 건국대 글로컬캠퍼스 7명, 건..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 임직원들이 함께 즐기는 월드컵 임직원들이 함께 즐기는 월드컵

  • ‘더 빠르게 접근한다’…무인수난구조보드를 활용한 인명구조 ‘더 빠르게 접근한다’…무인수난구조보드를 활용한 인명구조

  • ‘건강한 치아를 위해’ ‘건강한 치아를 위해’

  • 북중미 월드컵 개막 D-2…‘어디서 응원하지?’ 북중미 월드컵 개막 D-2…‘어디서 응원하지?’