유기태양전지 대면적화 가능한 고분자 첨가물질 개발
상용화가 가능한 전력 생산효율 14.7% 달성
창문, 차, 스마트 기기, 사물인터넷 기기 사용 기대

태양전지는 에너지 생산하는 과정에서 오염물질을 배출하지 않는 대표적인 청정 에너지이다. 국내 연구진이 프린터로 인쇄해 건물 외벽이나 유리창에 붙여 전기를 만들 수 있는 도시 태양광 발전의 핵심 기술을 개발했다.

한국과학기술연구원(KIST) 차세대태양전지연구센터 연구팀은 새로운 고분자 첨가물질을 개발해 유기태양전지 면적을 크게 만들고 발전 효율도 상용화 수준까지 높일 수 있는 방법을 확보했다고 9일 밝혔다. 이번 연구 결과는 에너지 과학 분야 국제학술지 ‘나노 에너지’에 실렸다.

유기태양전지는 3세대 태양전지로 주목받고 있지만 빛을 전기로 만드는 활성 영역이 작아 전력 생산효율이 낮다. 유기태양전지의 상용화를 막고 있는 중요한 문제이다.

이에 연구팀은 유기태양전지를 크게 만들 수 있는 고분자 첨가제를 개발했다. 이를 통해 태양전지를 크게 만드는 것이 가능하고 오랫 동안 햇빛을 받으면 나타날 수 있는 물리적 변형까지 막아 전력 생산효율을 높일 수 있다.이 소재를 활용한 유기태양전지의 전력 생산 효율은 상용화가 가능한 14.7%를 달성했다고 연구팀은 밝혔다. 또 태양전지 표면 온도가 85도까지 올라가는 상황에서도 변형되지 않고 1000시간 동안 초기 효율의 84% 이상을 유지하는 것도 확인했다.

연구를 이끈 손해정 KIST 박사는 “기존 실리콘 태양전지와 비슷한 전력 생산효율을 보이는 고품질 대면적 유기태양전지 소재를 개발했다는 데 이번 연구 의미가 있다”며 “건물 외벽이나 자동차 등에 손쉽게 적용해 전기를 자급자족하는 친환경 발전이 가능하고 모바일 스마트 기기, 사물인터넷 기기의 전력 공급원으로도 활용할 수 있을 것”이라고 말했다.