[헤럴드경제=정찬수 기자] 차세대 친환경 대체 에너지원으로 주목받고 있는 태양전지의 신기술이 개발됐다. 생산 단가를 낮추고 경제성을 높여 관련 산업과 연계는 물론, 대량생산 등 경제발전에도 영향을 미칠 전망이다.

한국과학기술연구원(KIST)은 전북분원 복합소재기술연구소 소프트혁신소재연구센터 손동익 박사팀이 제1저자로 참여한 문병준 연구원과 함께 소자의 안전성을 강화한 유기태양전지를 개발했다고 23일 밝혔다.

유기태양전지란 기존 실리콘계 태양전지와 달리 가공이 쉽고 재료가 다양하며, 가격 또한 저렴하여 경제성이 높다는 것이 특징이다. 하지만 기존 유기태양전지는 특성상 광활성층 두께가 제한적이었고, 유기물질 종류에 따라 고유의 특성이 존재해 태양광의 전 파장 영역에서 100% 흡수할 수 없다는 단점을 가지고 있었다.

연구팀은 유기태양전지의 고분자층 표면 위에 ‘카드뮴 셀레나이드’를 수 나노미터 두께인 단일층으로 처리한 유무기 하이브리드 구조를 가진 유기태양전지를 제작했다.

이 결과, 가시광선 영역의 파장을 가지는 카드뮴 셀레나이드(CdSe)양자점 단일층 구조를 형성해 기존 금속 산화물 나노입자가 수행하던 전자수송층 역할을 물론이고, 일정한 광흡수, 광산란, 플라즈모닉 특성 등의 복합적인 역할로 기존보다 20% 이상 효율을높임과 동시에 안정성이 개선됨을 확인했다.

연구를 주도한 손동익 박사는 “다양한 기능성을 통해서 광에너지 전환 효율을 향상시키고 안정도를 높여 유기태양전지의 내구성을 획기적으로 개선시킨 기술”이라고 설명하며 “후속으로 연구 중인 차세대 재료인 그래핀 양자점과의 복합구조를 가진다면 유기태양전지의 상업화에 크게 기여할 것으로 보인다”고 말했다.

한편 이번 연구는 에너지재료 분야의 권위지인 어드밴스드 에너지 머티리얼즈(Advanced Energy Materials) 9월 11일에 온라인판으로 게재됐다.

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