부산대 황도훈 교수팀, 텐덤구조 활용 … 광전변환효율 6.81% 달성
화학뉴스 2014.10.28
국내 연구진이 유기태양전지의 효율을 높일 수 있는 소재를 개발했다.
개발된 소재를 활용해 실리콘(Silicon) 베이스 무기태양전지 수준으로 효율을 높이면 각종 디스플레이나 센서 등에 폭넓게 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 미래창조과학부는 부산대학교 화학과 황도훈 교수팀이 새로운 고분자 설계와 합성을 통해 높은 열 안정성을 가지면서 효율이 높은 텐덤(Tandem) 구조의 유기태양전지의 하부 셀을 개발했다고 10월28일 발표했다. ![]() 유기태양전지는 반도체 특성을 띠는 유기화합물을 이용한 태양전지로 용액공정으로 생산할 수 있어 경제적이고 가벼운 데다 구부릴 수 있어 응용폭이 넓다. 그러나 광전변환 효율이 10% 수준으로 실리콘 태양전지보다 효율이 낮은 단점이 있다. 효율을 개선하기 위해 태양전지를 여러 층으로 쌓아 효율을 높인 텐덤구조 유기태양전지 연구가 활발하게 이루어지고 있지만, 적층을 위한 열처리 때문에 태양빛이 입사되는 하부 셀의 효율이 급격히 떨어지는 또다른 문제가 있었다. 연구팀은 고온 열처리 공정에도 안정성이 우수한 유기반도체 고분자를 설계해 최고효율 6.81%의 하부 셀을 만들어 냈다. 기존 하부 셀에 사용된 풀러렌(Fulleren) 유도체에 비해 1.81% 수준 향상된 것이다. 황도훈 교수는 “태양광을 흡수하는 고분자의 전하 이동도와 결정성을 높이고 고온에서도 안정성을 유지하도록 하부 셀 소재를 설계했다”며 “보다 높은 효율의 상부 셀을 확보하면 무기태양전지에 가까운 수준의 광전 변환효율을 구현할 수 있을 것”이라고 강조했다. 연구결과는 영국 왕립화학회가 발행하는 에너지 환경 분야 국제학술지인 Energy & Environmental Science의 10월8일자 온라인판에 게재됐다. <화학저널 2014/10/28> |
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