'상용화 수준' 고효율 인쇄형 유기태양전지 모듈 개발

광주과기원 이광희 교수팀 "효율 7.5% 달성…산업화 추진"

국내 연구진이 복잡한 패턴공정 없이 간단한 인쇄 공정만으로 상용화 가능한 수준의 발전 효율을 낼 수 있는 인쇄형 유기태양전지모듈을 개발했다.

광주과학기술원(GIST) 신소재공학부 이광희 교수와 차세대에너지연구소 강홍규연구교수 연구팀은 2일 인쇄공정만으로 고효율 유기태양전지를 제작할 수 있는 새로운 모듈구조를 개발, 지금까지 보고된 것 중 최고수준인 7.5%의 효율을 달성했다고밝혔다.

이 연구 결과는 국제학술지 '네이처'의 자매지인 '네이처 커뮤니케이션스'(Nature Communications, 1월 5일자)에 게재됐다.

유기태양전지는 현재 상용화돼 있는 실리콘 또는 화합물 반도체 기반의 무기물태양전지와 달리 빛을 받아 전기를 생산하는 광활성층 원료로 플라스틱 같은 유기물을 사용하는 태양전지다.

유기태양전지는 효율이 무기물 태양전지보다는 떨어지지만 가볍고 유연할 뿐 아니라 인쇄공정으로 저렴하게 생산할 수 있어 차세대 태양전지로 주목받고 있으며 세계 각국이 활발하게 산업화를 추진하고 있다.

그러나 실제 전기를 생산하는 유기태양전지 모듈을 만들려면 각 단위 셀들의 음극(-)과 양극(+)을 연결하는 구조를 만드는 패턴공정 때문에 광활성 영역이 줄어들고 효율이 떨어지는 단점이 있다.

연구진은 이 연구에서 유기태양전지 모듈 제작 과정에서 전자(음전하) 수송층과정공(양전하) 수송층의 패턴공정 없이도 단위 셀들을 직렬로 연결할 수 있음을 확인하고 간단한 인쇄공정 장비를 이용해 고효율 모듈을 제작하는 데 성공했다.

연구진이 제작한 유기태양전지 모듈은 한국에너지기술연구원에서 상용화가 가능한 수준으로 평가되는 7.5%의 효율을 인증받았다. 지금까지 보고된 대면적 유기태양전지 모듈의 최고 효율은 6% 정도로 알려졌다.

이광희 교수는 "이 연구는 모듈 효율 향상 및 공정 단순화를 통해 저가 인쇄 공정에 적합한 새로운 대면적 유기태양전지 모듈 구조를 개발한 것으로 유기태양전지산업화를 한 단계 앞당길 것으로 기대한다"며 "현재 국내 태양전지 기업들과 산업화추진을 협의 중"이라고 말했다.

scitech@yna.co.kr(끝)<저 작 권 자(c)연 합 뉴 스. 무 단 전 재-재 배 포 금 지.>