KAIST·부산대학교 공동연구, 차세대 에너지원 응용성 높아
플라스틱 태양전지는 유연성과 안정성이 뛰어난 데다 가격이 저렴한 태양전지 소재로, 이번 연구로 값이 비싼 기존 풀러렌을 대처할 수 있을 것으로 기대되고 있다.
29일 한국연구재단에 따르면 KAIST 김범준 교수와 부산대 우한영 교수가 주도한 공동연구팀은 전도성 고분자의 분자량과 구조를 조절함으로써 두 고분자의 상 분리 현상을 효과적으로 제어해 5% 이상의 높은 광전환 효율을 가진 태양전지를 개발했다.
플라스틱 태양전지는 기존의 풀러렌 유기태양전지에 비해 상용화에 핵심요소인 기계적인 안정성뿐만 아니라 열에 대한 안정성도 크게 향상시킬 수 있다.
그러나 풀러렌 유기태양전지(10%)에 비해 절반도 안되는 광전환 효율이 걸림돌로 작용했다.
이는 광 활성층을 형성하는 두 고분자가 잘 섞이지 않고 과도하게 분리되는 현상(상 분리)이 발생하기 때문인데, 이러한 상 분리 현상은 전자의 생성과 운반을 저해하고 태양전지의 광전환 효율을 감소시킨다.
이에 연구팀은 두 고분자 사이에 발생하는 분리 현상을 제어해 기존 4%이던 플라스틱 태양전지의 광전환 효율을 6%까지 끌어올렸다. 김범준 교수는 “이번 연구는 고분자 플라스틱 태양전지가 미래 에너지원, 특히 유연성이 필요한 휴대용 차세대 전자소자의 에너지원으로서 높은 응용가능성을 보여주는 사례”라고 말했다.
나운규 기자 sendme@cctoday.co.kr