양창덕·박혜성 UNIST 교수팀 주도, 분자량 조절 통한 ‘고분자 첨가제’ 사용
효율이 11.6%에 이르는 유기 태양전지가 개발됐다. 이 태양전지는 120℃의 열을 가해도 80% 이상 효율이 유지됐다. 또 60일 이상 사용해도 효율이 크게 변하지 않았다.
27일 울산과학기술원(UNIST) 에너지 및 화학공학부 양창덕·박혜성 교수팀이 효율과 안정성을 동시에 잡은 유기 태양전지를 개발했다고 밝혔다.
유기 태양전지는 모든 층이 유기물로 이뤄진 태양전지를 말한다. 이 중 광활성층은 태양빛을 직접 흡수해 전하를 생성하는 부분이다. 광활성층에 어떤 물질이 첨가되느냐는 유기 태양전지 효율에 직접적인 영향을 끼친다.
연구진은 광활성층에 넣을 고분자 첨가제 제작에 ‘분자량 조절 기술’을 도입했다. 이를 통해 분자량이 높은 고품질 n형 공액 고분자를 합성하고, 유기 태양전지 광활성층 첨가제로 사용했다. 그 결과 유기 태양전지 최고 효율 수준인 11.6%를 기록했다.
이 태양전지는 열적 내구성도 뛰어나 120℃의 열을 가해도 80% 이상의 효율을 유지했다.
60일간 효율 유지 안정성 시험에서도 효율이 거의 변하지 않았다.
또 휘어지는 기판에 제작한 유기 태양전지에도 이 기술을 적용해 효율을 향상시키는 데 성공했다.
박혜성 교수는 “이번에 사용한 고분자 첨가제는 다른 종류의 광활성층 물질에서도 효율를 높일 것으로 기대돼 유기 태양전지의 상용화 가능성을 높였다고 볼 수 있다”며 “휘어지는 전자기기 등에 적용할 수 있을 것”이라고 말했다.
