[서울경제 파퓰러사이언스 정승호 기자] 미래의 핵심 친환경 에너지원인 태양전지는 가볍고 유연한 태양전지 소자 기술을 개발하는 것이 핵심 요소다. 이를 위해 플라스틱 기판 위에 저온 프린팅 공정을 이용한 태양전지 제작 기술이 주목받고 있다.

한국과학기술연구원(KIST)은 10일 광전하이브리드연구센터 손해정 박사(책임연구원)팀이 저온 프린팅 공정이 가능한 고성능 고분자 신소재를 개발했다고 밝혔다.

또한 이를 태양전지의 광활성층 소재로 사용하여 플라스틱(PET) 기판 위에 고효율의 유연한 유기태양전지를 구현하는데도 성공했다고 설명했다. 유기태양전지는 프린팅 방식을 이용한 태양전지 중 가장 대표적인 기술이다.

KIST 손해정 박사팀은 기존 고분자 소재를 대체할 수 있는 신규 전도성 고분자를 개발하여 태양전지 광활성층 소재로 이용했다. 이 고분자는 기존 고결정성 고분자에 비해 결정성은 낮지만 오히려 광활성층 내 전하의 생성과 운반에 유리한 특성을 보인다.

연구진이 개발한 신규 고분자를 이용한 플라스틱 기반 유연 유기태양전지는 기존 고분자를 이용한 소자에 비해서 40%가량의 효율 향상을 보였으며, 최고 10.02%까지의 높은 광전변환효율을 기록하였다. 이러한 성능은 플라스틱 기반 유연 유기태양전지 소자 중 최고 수준의 결과다.

KIST 손해정 박사는 “이번 연구를 통해 개발한 유기태양전지 고분자 소재는 태양전지 공정 과정을 획기적으로 개선하여 플라스틱 기반의 고효율 유연 태양전지 구현에 중요한 이바지를 할 연구”라고 말하며 “향후 유기태양전지의 상용화를 위한 소재 개발에 가이드라인을 제시할 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다.

연구결과는 에너지 분야의 국제학술지 ‘Advanced Energy Materials’(IF : 21.950, JCR 분야 상위 1.712%) 최신 호에 표지 논문(Inside cover)으로 선정됐다.