국내 연구진이 세계 최고효율 고체섬유형 태양전지를 개발했다.
재료연구소(KIMS)는 표면기술연구본부 에너지융합소재연구센터 송명관 박사 연구팀이 창원대학교 생물화학융합학부 안철진 교수 연구팀과 함께 염료감응형 태양전지의 핵심소재인 고체 전해질을 개발하고 세계 최고 성능의 고체섬유형 태양전지를 개발하는데 성공했다고 밝혔다.
기존 태양전지의 핵심소재인 액체 전해질 대신 고체 전해질을 대량으로 합성해 롤투롤(Roll to Roll) 공정이 가능한 고체 타입 섬유형 태양전지를 제작할 수 있는 기술을 개발했다.
기존 액체 전해질은 누수가 심해 태양전지의 안정성과 광전효율(PCE)을 급격히 떨어뜨리는 단점이 있으나 연구팀은 태양전지에 알맞은 고체 전해질 소재 개발에 집중해 해결했다.
프로필렌카보네이트(Propylene Carbonate) 용액과 액상형 고분자 접착제(OCR)를 섞어 필름화해 만든 고체 전해질을 템폴(TEMPOL) 유도체에 침지화하는 방법을 사용했으며 고체섬유형 태양전지의 광전효율을 세계 최고 수준인 6% 이상으로 확보한 것으로 알려졌다.
고체 타입의 섬유형 태양전지는 기존 실리콘(Silicone) 태양전지에 비해 저가이고 가공 용이성, 소재 유연성 및 다양성 등의 강점을 갖추고 있어 웨어러블(Wearable), 프린터블(Printable) 등 미래시장을 견인할 유비쿼터스 태양전지 시대를 선도할 것으로 전망되고 있다.
재료연구소는 개발 기술이 미래 섬유전자산업을 선도할 초석이 될 것으로 기대하고 있다.
송명관 책임연구원은 “저비용 및 고효율 고체 타입의 섬유형 태양전지를 제작할 수 있는 기술로 배터리와 같은 에너지저장장치와 접목해 다양한 휴대용 전자기기의 전원공급 장치로 사용할 수 있을 것으로 기대하고 있다”고 강조했다.
연구 결과는 그린 화학, 엔지니어링, 2차전지 등 화학 소재 및 에너지 분야의 세계적인 학술지인 ACS Sustainable Chemistry & Engineering 표지논문으로 10월12일자로 게재됐다. (K)