국내 연구진이 세계 최고 수준의 효율을 나타내는 유기태양전지 제조기술을 개발했다.
한국연구재단은 경북대학교 김영규 교수팀이 유기태양전지의 전자 수집층에 나노미터 크기의 점들을 형성시키는 <고분자 다중 나노점> 기술을 개발하는데 성공했다고 12월23일 발표했다.
유기태양전지는 유기 반도체를 광 활성층으로 삼는 태양전지로 광 흡수성이 뛰어날 뿐만 아니라 제조공정이 간단해 주목받고 있으나 양전하 수집층으로 주로 쓰이는 물질이 높은 산성을 띠어 안정성이 문제로 지적돼 왔다.
연구팀은 역구조형 유기태양전지 소자의 금속산화물 전자 수집층 위에 고분자 페오즈(PEOz) 용액을 특정 농도로 코팅해 고분자 다중 나노점이 형성되도록 했다.
고분자 다중 나노점이 형성되면 전자의 수송 능력이 향상되고 유기 반도체와 금속산화물의 접합면적도 넓어져 더 많은 전하를 수집할 수 있게 된다.
김영규 교수는 “고분자 다중 나노점을 적용한 태양전지는 단일층 유기태양전지로는 세계 최고 수준인 10.74%의 효율을 달성했고 기존 소재보다 우수한 접합 특성을 보여 유기태양전지 소자의 수명 향상 연구에도 기여할 수 있다”고 강조했다.
고분자 다중 나노점을 적용한 유기태양전지는 기존의 금속산화물 코팅 물질보다 제조공정이 간단하고 저렴할 뿐만 아니라 효율이 높아 유기태양전지 상용화를 앞당기는데 큰 역할을 할 것으로 기대되고 있다.
연구 결과는 국제학술지 <Nature Communications> 12월14일자에 게재됐으며 미래창조과학부와 교육부, 연구재단이 지원하는 중견연구자 지원사업 및 중점연구소 지원사업을 통해 수행됐다. <K>