국내 연구진이 세계 최대 반투명 유기 태양전지(PV) 모듈 기술을 제시했다.
광주과학기술원(GIST) 연구팀이 세계 최대 크기 대면적 반투명 유기 태양전지 모듈 구현 기술을 개발했다.
광주과학기술원은 차세대에너지연구소 강홍규 책임연구원과 신소재공학부 이광희 교수 공동연구팀이 도심 친화형 태양광 설비인 차세대 반투명 유기 태양전지 기술 구현에 성공했다고 밝혔다.
기존 반투명 유기 태양전지 기술은 유기 소재와 투명 전극의 취약성 탓에 장기적 안정성을 보장과 건물 적용을 위한 대면적 구현이 어렵다는 문제가 있었다.
연구팀은 모듈 확장을 위해 대면적에서도 균일한 코팅 두께를 실현해 효율 균일도를 확보했으며 기존 독성 용매 대신 친환경 용매를 활용해 작업자의 안전과 환경 보호까지 동시에 고려하는 기술을 개발했다.
아울러 대면적 모듈 크기를 온전히 보호하는 새로운 방법을 도입해 외부 요인에 따른 열화를 지연시켜 고내구성까지 구현했다.
또 세계 최고 수준인 206평방센티미터 대면적 반투명 유기 태양전지 모듈에서 1000시간 이상의 가속 열화 조건 고안정성 테스트도 통과했다.
문헌에 보고된 최고 수준인 114.5평방센티미터 면적에서 4.5%의 광전변환 효율보다 약 1.8배의 면적 증가와 동시에 2.3배 높은 광전변환 효율을 달성한 것으로 알려졌다.
건물용 유리 표준에 적합한 광학·에너지 차단 성능 역시 인증기관인 LX글라스 기술연구소를 통해 시험성적서를 발급받아 현재 사용되는 건축용 유리를 반투명 유기 태양전지로 대체할 수 있는 가능성을 입증했다.
연구팀은 새로운 유기 태양전지 모듈이 건축물 창호·자동차 유리·디스플레이 등 투명성이 요구되는 다양한 분야에 적용 가능하며 심미성을 유지하면서 전력을 생산할 수 있어 도시 환경과 조화로운 에너지원으로 주목받을 것으로 기대하고 있다.
강홍규 책임연구원은 “유기 태양전지의 대면적 확장 가능성과 장기 안정성 문제를 해결했다”며 “자동차용 유리나 스마트 디스플레이 등 일상 속 다양한 영역에 반투명 태양전지를 적용해 도심 친환경 에너지 인프라 확충에 크게 기여할 것”이라고 강조했다. 
대면적 유기 태양전지 모듈 연구는 1월1일 화학공학 분야 글로벌 학술지 케미컬엔지니어링저널(Chemical Engineering Journal)에 게재됐다. (윤우성 선임기자)