[데일리비즈온 김소윤 기자] 국내의 대학과 기업이 협력해 개발한 유연 유기태양전지 모듈 연구결과가 재료공학, 물리화학분야 상위 2% 국제 학술지 ‘Advanced Energy Materials'에 게재됐다. 이번 연구는 정부의 에너지기술개발사업과 인력양성사업의 지원을 받아 수행됐다.

최근 건국대 문두경 화학공학부 교수 연구팀과 코오롱인더스트리‧코오롱미래기술원이 공동으로 스크린프린트 기법만으로 넓은 면적의 유연 유기 태양전지를 종이처럼 인쇄할 수 있는 모듈을 처음으로 개발했다.

유기 태양전지는 차세대 태양 전지로 부각되고 있다. 그간 상용화를 위해 대면적화, 유연화 등의 필요성이 제기됐다.

문 교수 연구팀은 자체 연구 개발된 비(非)풀러렌계 도너 소재(SMD2)와 HTL소재(OLED용 유기소재)를 도입했다. 이후 유기 태양전지 상용화의 큰 난제였던 비(非)풀러렌계 소재의 면적을 크게 넓히는 과정에서 발생되는 효율과 안정성 감소 문제를 해결했다.

이들이 자체 개발한 도너소재 (SMD2)와 층간 소재, 독자의 소자 구조(효율 11.6%)를 도입해 코오롱인더스트리의 유기 태양전지 생산 라인에서 제조된 대면적 유연 모듈(광활성 면적 = 80 cm2)은 효율 5.25%에 419.6 mW의 출력을 나타냈다. 이는 진공 증착 없이 연속공정으로 고출력의 유연 유기 태양전지 모듈을 제작할 수 있는 것을 나타내는데 유기 태양전지의 상용화를 더 앞당기는 결과로 평가 받았다.

이와 관련 문두경 건국대 공과대학 화학공학부 교수는 “이번 연구결과는 최근 화두가 되고 있는 한일간 소재 원천기술 경쟁과 소재 국산화 등의 이슈 가운데 얻은 결과로 더욱 의미 있다”며 “앞으로 휴대용 충전기, 차량용 태양전지, 건물일체형 태양전지 등 다양한 분야에 적용이 가능할 것으로 전망된다”고 말했다.

한편, 유기 태양전지는 메로시아닌 등의 유기 재료를 사용한 태양 전지다. 태양전지의 재료로는 통상 실리콘 같은 무기 반도체가 사용됐지만 유기 재료가 가공성이 좋고 가격이 싸다는 점 때문에 학계는 유기 재료를 통해 태양전지를 만드는 데 주목했다.

김소윤 기자 ksy0508@dailybizon.com 다른기사 보기