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. 선화동 대전중수청 신청사, 옆 노후청사까지 복합개발 할까
  2. 세종 명학산단, 삼성 8조 투자 본격화…"물 늘리고 땅 넓히고"
  3. 컨텍, 광통신 위성데이터 수신 상용화 나선다…전략적 협력 확대
  4. [월요논단] 국립대 등록금 무료정책, 지방시대의 서막(序幕)
  5. 지역 국립대 수시 경쟁률 상승…‘등록금 전액 지원’ 기대감 영향”
  1. 고속도로 터널 사고 10건 중 4건 ‘다중추돌’…경고체계 강화 시급
  2. [2027 수시로 간다-대학의 색, 미래의 선택] 대전과기대 'Good To Great' 86년 전통위에 미래를 더하다
  3. 충남대·공주대 통합신청서 ‘부결’…통합 논의는 계속된다
  4. 한국수자원공사 충주댐지사, 충주호에 토종 쏘가리 치어 8만 미 방류
  5. "당신이 남긴 생명, 오늘도 살아갑니다" 충청권 지난 4년 장기이식 119명

헤드라인 뉴스


갤러리아 타임월드 매각된다?…지역 유통업계 `술렁`

갤러리아 타임월드 매각된다?…지역 유통업계 '술렁'

대전 지역 백화점 터줏대감인 한화갤러리아 타임월드 '매각설'이 확산하면서 지역 유통업계가 술렁이고 있다. 최근 유성구 도룡동 한화갤러리아 타임월드 VIP 고객 전용 공간인 '메종 갤러리아 대전'이 운영을 종료한 데 이어 타임월드마저 매각설이 나오자 일각에선 한화갤러리아가 지역에서 손을 떼는 게 아니냐는 관측도 나온다. 14일 유통업계 등에 따르면 한화갤러리아 타임월드 지분 매각설이 거론되고 있다. 지분 매각은 타임월드 소유 부동산과 경영권 등을 모두 포함한 매각을 말한다. 타임월드는 천안과 진주 등 한화갤러리아 백화점 점포 중 유일..

은행권 마통 70조원 육박... 투자 열풍 불던 2021년보다 늘었다
은행권 마통 70조원 육박... 투자 열풍 불던 2021년보다 늘었다

은행권 마이너스통장 대출 잔액이 올해 들어 7월 말까지 6조 원 넘게 늘어 70조 원에 육박한 것으로 나타났다. 코로나19 확산 이후 저금리에 투자 열풍이 불었던 2021년 말 수준으로 대출 잔액이 늘어난 가운데 금리는 당시보다 크게 높아져 차주들의 이자 부담도 무거워진 상황이다. 14일 국회 정무위원회 소속 국민의힘 박성훈 의원이 금융감독원에서 제출받은 자료에 따르면, 국내 은행의 7월 말 마이너스통장 대출잔액은 69조 7283억 원으로 집계됐다. 2025년 말 63조 6409억 원보다 6조 874억 원(9.6%) 증가했다. 이는..

"대전엔 국립미술관 언제?"…국립현대미술관 대전관, 2027년 예산 ‘0원’
"대전엔 국립미술관 언제?"…국립현대미술관 대전관, 2027년 예산 ‘0원’

2025년 완공을 목표로 추진되던 국립현대미술관 대전관 건립사업이 타당성 재조사에 발목이 잡히면서 속도를 내지 못하고 있다. 타당성 재조사 장기화로 총사업비가 확정되지 않으면서 내년 본예산에도 사업비가 반영되지 않았고, 당초 계획했던 준공 일정 역시 불투명해진 상황이다. 연내 타당성 재조사가 마무리될 예정이지만 이후 사업 추진을 위한 예산 확보까지 상당한 시간이 걸릴 수 있어 조속한 대응이 필요하다는 지적이다. 14일 취재에 따르면 2027년 정부 예산안에 국립현대미술관 대전관(국립미술품수장보존센터) 관련 예산이 담기지 않은 것으로..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • ‘대한민국의 情을 보냅니다’ ‘대한민국의 情을 보냅니다’

  • 경영악화로 폐업하는 대전서남부터미널 경영악화로 폐업하는 대전서남부터미널

  • 육아하는 아빠의 모습 ‘최고’ 육아하는 아빠의 모습 ‘최고’

  • 추석맞이 대청소…‘거리를 깨끗하게’ 추석맞이 대청소…‘거리를 깨끗하게’