반도체 공정 대신 100% 인쇄 공정을 이용한 초저가 유기 태양전지 제작 기술이 개발됐다.
한국기계연구원(원장 이상천) 인쇄전자연구센터 김동수 박사 연구팀은 소자의 전자잉크를 스프레이로 분사시켜 대면적을 효율적으로 코팅하는 태양전지 제작기술을 개발했다고 18일 밝혔다. 상용화는 3년후, 기술이전은 플렉스피이로부터 러닝로열티 등을 포함해 50억 원을 받는 조건으로 협상을 진행 중이다.
연구진은 이 방법으로 태양전지를 만들 경우 제작비용이 기존대비 90%이상 저렴하다고 설명했다. 태양빛을 에너지로 변환하는 전지 효율은 2.8%다. 롤 프린팅 기반으로 현재 나와있는 태양전지의 세계 최고 효율은 3% 초반이다.
특히 이 전지제작 기술은 정전기력을 이용해 압축가스로 분사하기 때문에 입자 크기가 통상 1~2㎛, 박막 두께는 50~500㎚를 구현할 수 있다. 기존의 유기 태양전지는 주로 스핀코팅이나 박막 스퍼터링, 진공증착 등 반도체 제작 공정으로 제작해왔다.
김동수 책임연구원은 “정전기력을 활용하지 않는 기존의 스프레이 코팅은 입자 크기가 10 ㎛ 이상인데다 코팅 후 표면이 고르지 않아 유기물의 박막 형성이 어려웠다”며 반도체 공정과 달리 연속적인 소자 생산이 가능한 장점이 있다”고 말했다.
박막형 태양전지 세계시장 규모는 오는 2013년 4조 4000억 원, 2018년 14조 6000억 원, 2023년 34조원대로 폭발적인 성장이 예상된다.
대전=박희범기자 hbpark@etnews.co.kr
