신개념 단분자 유기태양전지 소재 개발 연구결과를 소개한 'Advanced Energy Materials' 표지 (사진=한국화학연구원 제공)
한국화학연구원은 이상규·이종철 박사와 포항공대(포스텍) 화학공학과 박태호 교수 공동연구진이 상용화에 가까운 넓은 면적에서도 높은 효율을 내는 신규 유기 태양전지 소재를 개발했다고 29일 밝혔다.
유기태양전지는 유기 반도체 소재를 이용해 태양광을 전기로 바꾸는 차세대 태양전지로, 필름처럼 얇으면서 가볍고 휘어지는 성질을 가져 휴대용 웨어러블 기기 등 다양한 용도에 활용할 수 있다.
전 세계적으로 유기태양전지의 상용화를 위한 소재 개발 연구가 진행되고 있지만, 대부분의 경우 단위 셀(0.1㎠ 이하) 규모 이하의 연구에 그치고 있는 실정이다. 유기태양전지의 상용화를 위해서는 실험실 수준의 단위 셀뿐만 아니라 대면적(100㎠ 이상)에서도 효율 및 성능이 높아야 한다.
연구진은 유기태양전지 구조 내에서 태양광을 직접 흡수하는 광활성층에 고분자 소재에 비해 제조·정제·물성 조절 등이 쉬운 신개념 단분자 소재를 도입해 효율과 성능을 높였다.
새로 개발한 소재로 실험한 결과, 상용화에 가까운 모듈(10X10㎠)에서도 7.45%의 높은 효율을 기록했으며, 기존 단분자 구조의 단점을 개선한 새로운 구조로 성능을 높아진 것으로 나타났다.
이번 연구결과는 '어드밴스드 에너지 머티리얼즈(Advanced Energy Materials)'지 최신호(2016년 6월 22일자) 내부 표지 논문으로 선정됐다.
연구진은 관련 특허 출원을 마치고, 상용화를 위한 추가적인 보완 연구를 진행 중이다.