국내연구진, 최고 효율 플라스틱 태양전지 개발

국내 연구진이 미래 에너지 문제를 해결해 줄 것으로 기대되는 차세대 고효율 플라스틱 태양전지 개발에 성공했다.

광주과학기술원 이광희 교수팀은 세계 최고 효율의 단일구조 플라스틱 태양전지를 개발했다고 27일 밝혔다. 이번 연구결과는 세계적인 학술지 '네이처 포토닉스' 26일자에 게재됐다.

이번 연구에는 광주과기원 이광희 교수와 박성흠 박사, 그리고 2000년 노벨상 수상자인 알란 히거(Alan J. Heeger) 캘리포니아주립대 교수가 참여했다.

광주과기원에 따르면 이광희 교수팀은 단일구조의 플라스틱 태양전지에서 6%의 에너지 전환효율 획득에 성공해 국제재생에너지 연구소(National Renewable Energy Laboratory)로부터 검증을 받았다. 검증결과, 이번 연구성과는 단일구조로 이뤄진 태양전지분야에서 현재까지 검증된 효율 중 세계 최고 기록인 것으로 밝혀졌다.

연구팀 관계자는 "이번 연구 결과가 차세대 플라스틱 태양전지의 상용화를 크게 앞당길 것으로 기대된다"고 말했다.

이 교수팀은 빛을 흡수할 수 있는 영역이 넓고, 높은 개방전압(open circuit voltage)을 갖는 신 물질과 독자적 원천기술로 만든 타이타늄 산화물을 병합해 최고 6.2%의 효율을 달성했다고 설명했다.

또한 이 교수팀이 개발한 태양전지는 녹색광 밑에서는 상용화 수준을 훨씬 넘는 17%의 에너지 전환효율을 보이는 것으로 알려졌다.

이 교수팀은 2007년 단일구조의 태양전지를 두층으로 쌓은 적층형 태양전지를 개발해 세계 최고 수준인 6.5%의 효율을 달성했고 그 결과를 사이언스지에 게재한 바 있다. 연구팀 관계자는 "올해 또 다시 단일구조에서도 세계 최고 효율을 달성한 것은 플라스틱 태양전지 분야에서 세계 최고 수준의 기술력을 입증한 것이다"고 설명했다.

이 관계자는 이어서 "플라스틱이라는 점에서 휘거나 접을 수 있으며 제작비용이 저렴해 태양광을 이용한 휴대용 충전기, 유리, 파라솔, 기와, 의복 등 응용분야가 다양하다"며 "기존의 개념과는 전혀 다른 응용소자 개발을 통해 부가가치가 매우 높은 친환경 녹색에너지 시장을 창출할 것으로 기대한다"고 밝혔다.

이광희 교수팀은 2006년에도 세계 최초로 전기가 통하는 순수 금속 특성의 플라스틱을 개발해 네이처에 논문을 발표했으며, 앞으로도 플라스틱 태양전지 분야에서 추가적인 원천기술을 확보할 것으로 전망된다.

김철현 기자 kch@asiae.co.kr