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포스텍, 극한 환경에서 열 효율 높이는 태양전지 개발

발행일2019.10.10 15:00

국내 연구팀이 사막과 같은 극한 환경에서도 열에 의한 효율 감소를 방지할 수 있는 유기 태양전지를 개발했다.

포스텍(총장 김무환)은 박태호 화학공학과 교수·통합과정 이준우씨 팀과 김진영 UNIST 에너지 및 화학공학부 교수·통합과정 김재원씨 팀이 공동으로 식품첨가제를 사용한 친환경 공정에서 자외선 가교결합을 통해 높은 열안정성을 가진 유기 태양전지를 개발했다고 10일 밝혔다.

유기 태양전지는 그동안 스핀-코팅 기술과 염소화 용매에 의존해 제조했다. 하지만 용매 독성이 강해 오염을 유발할 수 있어 연구실 차원에서만 활용했다.

Photo Image<박태호 포스텍 교수(왼쪽)와 김진영 UNIST 교수>

연구팀은 제조 과정에서 발생하는 독성 물질을 제거하기 위해 비대칭구조를 이용해 용해도를 향상시키는 방법으로 염소 화합물 대신 친환경 비독성 용매인 2-메틸란니솔을 사용했다.

또 반도체 고분자(P2FBTT-Br)에 자외선을 쪼여 고분자 구조를 고정시킴으로써 열에 의한 결정화를 억제했다. 기존 유기 태양전지 연구에 사용하던 풀러렌화합물은 비풀러렌 물질로 치환해 열에 의한 물질 이동 및 엉김을 억제했다.

Photo Image<이번 연구결과는 에너지 분야 권위지인 어드밴스드 에너지 머터리얼즈(Advanced Energy Materials) 최신판 온라인판에 표지 논문으로 게재됐다.>

박태호 교수는 “유기 태양전지는 가볍고 저렴해 미래 에너지로 주목받고 있지만 열에 의한 안정성이 낮고 제조 과정에서 사용되는 독성물질 때문에 대량생산이 어려웠다”면서 “이번 연구를 통해 자외선 가교 결합 및 비풀러렌 사용과 친환경 공정으로 유기 태양전지 상용화 및 대규모로 제조할 수 있게 될 것으로 기대한다”라고 말했다.

포항=정재훈기자 jhoon@etnews.com



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