이번 연구로 만든 대면적 유기 태양전지의 전력 변환 효율을 보여주는 그림./UNIST

국내 연구진이 고효율·대면적 유기 태양전기 개발에 성공했다.

울산과학기술원(UNIST) 화학과 김봉수 교수와 한국과학기술연구원(KIST) 차세대 태양전지 연구센터 손해정 박사 공동 연구팀은 고효율의 대면적 유기 태양전지 소재를 개발했다고 17일 밝혔다.

유기 태양전지는 현재 상용화된 실리콘 태양전지보다 가볍고 유연한 데다 반투명하게 제작할 수 있어 차세대 전지로 주목받고 있다. 하지만 소자의 제작과정에서 발생하는 유기 소재의 뭉침 현상으로 높은 효율을 내기 어려웠다.

공동 연구팀은 n형 반도체와 p형 반도체가 섞이는 혼합성을 조절해 유기 태양전지의 효율을 떨어뜨리는 원인이었던 유기 소재의 뭉침 현상을 해결했다. n형 반도체는 전자 운반자 역할을 하는 전자의 수가 양공의 수에 비해 훨씬 많은 반도체를 말하고, p형 반도체는 그 반대다.

이렇게 만든 대면적 유기 태양전지는 58.5㎠의 큰 면적에서도 11.28%의 높은 전력 변환 효율을 기록했다. 지금까지 발표된 비슷한 크기의 유기 태양전지의 평균 전력 변환 효율은 6.69%였다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials)’에 지난 7월 14일 게재됐다.

참고자료

Advanced Functional Materials, DOI : https://doi.org/10.1002/adfm.202305541