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.

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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.

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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