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'상용화 수준' 고효율 인쇄형 유기태양전지 모듈 개발

광주과기원 이광희 교수팀 "효율 7.5% 달성…산업화 추진"

(대전=연합뉴스) 이주영 기자 = 국내 연구진이 복잡한 패턴공정 없이 간단한 인쇄 공정만으로 상용화 가능한 수준의 발전 효율을 낼 수 있는 인쇄형 유기태양전지 모듈을 개발했다.

광주과학기술원(GIST) 신소재공학부 이광희 교수와 차세대에너지연구소 강홍규 연구교수 연구팀은 2일 인쇄공정만으로 고효율 유기태양전지를 제작할 수 있는 새로운 모듈구조를 개발, 지금까지 보고된 것 중 최고수준인 7.5%의 효율을 달성했다고 밝혔다.

이 연구 결과는 국제학술지 '네이처'의 자매지인 '네이처 커뮤니케이션스'(Nature Communications, 1월 5일자)에 게재됐다.

'상용화 수준' 고효율 인쇄형 유기태양전지 모듈 개발 - 2

유기태양전지는 현재 상용화돼 있는 실리콘 또는 화합물 반도체 기반의 무기물 태양전지와 달리 빛을 받아 전기를 생산하는 광활성층 원료로 플라스틱 같은 유기물을 사용하는 태양전지다.

유기태양전지는 효율이 무기물 태양전지보다는 떨어지지만 가볍고 유연할 뿐 아니라 인쇄공정으로 저렴하게 생산할 수 있어 차세대 태양전지로 주목받고 있으며 세계 각국이 활발하게 산업화를 추진하고 있다.

그러나 실제 전기를 생산하는 유기태양전지 모듈을 만들려면 각 단위 셀들의 음극(-)과 양극(+)을 연결하는 구조를 만드는 패턴공정 때문에 광활성 영역이 줄어들고 효율이 떨어지는 단점이 있다.

연구진은 이 연구에서 유기태양전지 모듈 제작 과정에서 전자(음전하) 수송층과 정공(양전하) 수송층의 패턴공정 없이도 단위 셀들을 직렬로 연결할 수 있음을 확인하고 간단한 인쇄공정 장비를 이용해 고효율 모듈을 제작하는 데 성공했다.

연구진이 제작한 유기태양전지 모듈은 한국에너지기술연구원에서 상용화가 가능한 수준으로 평가되는 7.5%의 효율을 인증받았다. 지금까지 보고된 대면적 유기태양전지 모듈의 최고 효율은 6% 정도로 알려졌다.

이광희 교수는 "이 연구는 모듈 효율 향상 및 공정 단순화를 통해 저가 인쇄 공정에 적합한 새로운 대면적 유기태양전지 모듈 구조를 개발한 것으로 유기태양전지 산업화를 한 단계 앞당길 것으로 기대한다"며 "현재 국내 태양전지 기업들과 산업화 추진을 협의 중"이라고 말했다.

'상용화 수준' 고효율 인쇄형 유기태양전지 모듈 개발 - 3

scitech@yna.co.kr

<저작권자(c) 연합뉴스, 무단 전재-재배포 금지> 2016/02/02 12:00 송고

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