화학뉴스

Toray가 2019년 유기박막태양전지(OPV)를 양산화할 계획이다.
아몰퍼스 실리콘 태양전지(a-Si)에 비해 저조도 환경에서 약 2배의 발전량을 실현했으며 약 10년의 장기 내구성에도 성공해 실내 무선센서용 전원으로 우선 공급할 예정이다.
최근 IoT(사물인터넷)화가 이루어짐에 따라 무선통신 디바이스를 구동시키는 전원을 확보하는 것이 과제로 부상하고 있다.
빛을 전기에너지로 변환하는 OPV를 무선통신 디바이스에 실장하면 AC 전원을 통한 전력공급 및 배터리 내장이 필요 없어져 자립형 전원으로 활용할 수 있기 때문에 사회 인프라를 지탱하는 핵심제품으로서 사용자와의 연계를 강화하고 실용화를 가속화해 나갈 방침이다.
Toray는 Shiga에 위치한 첨단소재연구소에서 OPV 연구개발을 추진하고 있다.
발전층은 도너 소재에 독자적 방향족 폴리머, 억셉터 소재에 플러린(Fullerene) 화합물을 사용했으며 변환효율이 태양광 10% 이상, 실내 빛 20% 이상으로 단층 소자로서는 세계 최고 수준으로 인정받고 있다.
양산화를 위해 2016년 5월부터 실증실험을 실시하고 있으며 첨단소재연구소에 OPV를 탑재한 인감 센서와 조도 센서를 설치해 OPV가 a-Si에 비해 아침 이른 시간부터 저녁 늦게까지 동작하는 것을 확인했다.
가속시험을 통해 1000시간 이상의 내구성을 실증했으며 양산하면 코스트 경쟁력이 a-Si와 비슷한 수준으로 평가하고 있다.
Toray는 협력기업과의 연계를 강화하면서 이르면 2018년 일본에 파일럿 설비를 도입하고 도포 프로세스를 활용한 제조방법 등을 확립할 예정이다. 또 센서 디바이스 생산기업 이외에 취득한 데이터를 활용하는 서비스 벤더 등과 함께 OPV의 보급 확대에 주력할 방침이다.
모든 사물이 무선으로 연결되는 IoT 사회에서는 연간 1조개 이상의 디바이스에 무선센서가 실장될 것으로 예상하고 있다.
현재 코인형 배터리를 내장한 센서가 주로 사용되고 있으나 OPV 적용으로 배터리 교환 시간을 절약할 수 있고 사용 환경에 따라서는 배터리 없이 사용할 수 있을 것으로 파악하고 있다. 또 OPV는 센서 전원 이외에 건축자재 및 의료, 이동체 등으로 응용 전개할 수 있을 것으로 기대하고 있다. (L)