화학뉴스

일본 화학기업들이 OPV(유기박막형 태양전지) 개발에 박차를 가하고 있다.
OPV를 실용화하기 위해서는 변환효율 10% 달성이 필수적이기 때문에 Mitsubishi Chemical은 자동차 탑재용을 중심으로 프로세스 개발에, Sumitomo Chemical은 유연성을 살린 소재 개발에 주력하고 있다.
OPV는 열을 흡수해 전력으로 변환시키는 방식으로 전류를 통해 발광하는 OLED(Organic Light Emitting Diode)와 반대되는 구조를 가지고 있다.
또 색소증감형 태양전지에 비해 사용하는 소재가 적고 가격대비 성능이 뛰어난 장점이 있으며, 수지기판에 도공함으로써 플렉서블 태양전지로 전환할 수 있어 건축물 및 자동차로 채용이 확대될 것으로 예상되고 있다.
Mitsubishi Chemical은 자동차 바디에 변환효율 10%의 OPV를 5㎡ 크기로 시공함으로써 연간 3260km의 주행거리를 확보할 수 있을 것으로 추산하고 있다.
Mitsubishi Chemical은 10㎡ 미만의 셀 베이스 변환효율을 12% 수준까지 향상시키는데 성공했으나 모듈 베이스로는 10% 이하, 롤투롤(Roll-to-Roll)에 대응한 수지기판에서는 5% 이하까지 떨어지는 것으로 나타났다.
실용화를 위해서는 수지기판 베이스도 10% 이상의 변환효율이 필수적이고 높은 생산성이 요구되기 때문에 Mitsubishi Chemical은 프로세스 기술 개발에 주력하고 있다.
또 p형 반도체에 TBP(Tetrabenzoporphine), n형 반도체에 풀러렌(Fullerene) 유도체를 이용한 도포변환 OPV로 차별화를 추진하고 있으며, 도포만으로 태양전지 기능을 하는 잉크 타입도 개발하고 있다.
Sumitomo Chemical은 OLED로 축적한 노하우를 활용해 OPV 개발을 가속화하고 있다.
이미 2010년 말 변환효율 10%를 달성한 가운데 플렉서블하고 가벼운 태양전지를 개발하기 위해 PEN (Polyethylene Naphthalate) 베이스 OPV를 시험 제작했으나 변환효율은 약 6%인 유리 베이스에 미치지 못한 것으로 알려졌다.
OPV를 본격 보급하기 위해서는 10%의 변환효율과 플렉서블성이 필수적이기 때문에 소재 개발에 힘을 기울이고 있다.