국내 연구진이 저비용으로 고효율 유기태양전지를 만들 수 있는 기술을 개발했다.
주인공은 재료연구소 송명관, 김동호 소자기능박막연구실 연구원과 전북대 강재욱 교수(유연인쇄전자공학과), 박종현 LG디스플레이 연구원이다.
유기태양전지를 저가로 생산하려면 고가의 인듐주석산화물(ITO)을 대체할 재료가 필요했다.
대체제 중 하나인 은나노와이어는 코팅이 쉽고 전기·광학적 특성이 우수하지만 이를 이용해 만든 전극은 표면이 거칠고 빈 공간이 많아 효율이 떨어졌다.
연구팀은 은나노와이어 전극과 광 흡수층 사이에 고분자 전도성 물질을 코팅해 빈 공간을 메우고 표면을 다듬는 방식으로 이 문제를 해결했다.
기존 은나노 와이어 전극을 이용한 유기태양전지의 광변환 효율은 3%에 불과했다.
하지만 연구팀이 개발한 기술을 적용하면 유리기판의 경우 6%, 플라스틱 기판은 5.1%까지 광변환 효율을 높일 수 있다. 플라스틱 기판은 1.5㎜ 간격으로 1000회 굽혔을 때 효율 변화가 거의 없을 정도로 유연성도 뛰어났다.
송명관 박사는 “은나노 와이어를 이용한 이 기술은 공정이 쉽고 대량 생산이 가능하다”며 “유기태양전지 뿐 아니라 플렉시블 유기트랜지스터나 유기디스플레이, 유기발광다이오드 등 다양한 전자소재에 적용할 수 있다”고 말했다.
한편, 이번 연구개발 성과는 어드밴스트 펑셔널 머터리얼스 9월 9일자 표지논문으로 게재됐다.
창원=임동식기자 dslim@etnews.com
