[아시아경제 노미란 기자]국내 연구진이 낮은 효율과 안정성 문제를 해결해 대면적 제작에 용이한 고분자 태양전지의 기술을 개발해냈다. 고분자 태양전지는 태양빛을 흡수하는 고분자를 이용해 얻은 빛에너지를 전기에너지로 변화하는 태양전지로 실리콘 무기물 태양전지 대비 효율이 낮다는 지적을 받아왔었다.
연구팀은 나뭇잎 형태의 나노구조를 갖는 산화아연 전자수송층 위에 극성용매를 처리해 고효율의 고분자 태양전지를 개발했다. 기존 극성용매를 처리하지 않은 역구조의 유기 태양전지(6.71%)와 비교한 효율성은 30% 향상돼 8.69%까지 높아졌다. 통상 상용화를 위해서는 빛을 전기로 바꾸는 광전변환효율이 10%이상이 돼야한다고 알려진다.
역구조 고분자 태양전지는 소자의 안정성이 높은 반면 효율이 낮다는 것이 단점이었다. 연구팀은 박막물질 코팅으로 전자수송층과 광활성층 사이의 높은 에너지 장벽을 낮춰 전자의 수송을 도와 문제를 극복했다. 특히 합성물질 대신 에탄올이나 메탄올 같이 흔히 사용되는 극성용매만으로 효율을 높인 점에서 주목받는다.
송 교수는 “극성용매를 통한 선택적 계면조절 방법은 유기 태양전지의 효율향상 뿐만 아니라, 유기반도체 소자분야에도 응용될 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다.
울산과학기술대학교 송명훈 교수 연구팀의 이번 연구결과는 재료 및 응용분야 국제학술지 어드밴스드 머티리얼즈지 10월 4일자 온라인판에 게재됐다.
노미란 기자 asiaroh@asiae.co.kr
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