국내 기술진이 기존 실리콘 재질로 만든 태양전지를 대체할 유기 태양전지를 개발했다. 유기 태양전지는 재료가 많고 제작이 쉬워 경제적이지만 전기변환 효율과 안정성이 떨어지는 문제점이 있었다.
손동익 한국과학기술연구원(KIST) 전북분원 소프트혁신소재연구센터 박사팀은 차세대 나노소재 중 하나인 양자점 단일층을 이용해 광전환 효율을 증대시키면서도 소자 안정성을 강화한 유기 태양전지를 개발했다.
기존 유기 태양전지는 전기를 만드는 광활성층 두께에 제한이 있고 사용된 유기물질로 인해 태양광을 100% 흡수할 수 없는 단점이 있었다.
손 박사팀은 유기 태양전지 표면 위에 ‘카드뮴 셀레나이드(CdSe)’를 나노미터 두께인 단일층으로 처리하는 방식으로 해결했다. 가시광선 영역의 파장을 가지는 카드뮴 셀레나이드(CdSe) 양자점 단일층 구조를 형성해 기존 금속 산화물 나노입자가 했었던 전자수송층 역할을 물론이고 일정한 광흡수나 광산란 등이 가능토록 해 20% 이상 효율을 끌어올리면서 안정성도 개선했다.
이번 연구 성과는 에너지재료 분야 권위지인 어드밴스드 에너지 머티리얼스 온라인판에 게재되기도 했다.
손 박사는 “후속으로 연구 중인 차세대 재료인 그래핀 양자점과의 복합구조를 가진다면 유기 태양전지의 상업화에 크게 기여할 것”으로 기대했다.
유창선기자 yuda@etnews.com
