국내 연구진이 신재생에너지인 유기태양전지와 박막태양전지의 장점을 고루 갖는 유기-무기 하이브리드 태양전지용 핵심재료 및 공정기술을 개발했다.

이번 연구는 지식경제부와 한국에너지기술평가원이 지원하는 ‘신재생에너지기술개발사업-원천기술’ 사업의 일환으로 부산대학교 화학교육과 진성호(陳省昊, 48세) 교수팀이 진행했다. 진 교수팀의 연구결과는 나노분야의 세계적 학술지인 미국 ‘ACS Nano’ 4월호 인터넷판에 게재됐다.

연구팀에 따르면 이번에 개발된 핵심기술은 유기태양전지의 광활성층에 silver nanowire(은나노선)를 도핑시켜 유기-무기 하이브리드 광활성층이 형성돼 전자와 정공의 이동도가 거의 유사한 안정한 박막을 형성시킴으로써 에너지 변환효율을 높일 수 있다는 장점이 있다.

유기태양전지는 가볍고 유연한 맞춤형 크기로 대량생산이 가능하며, 플라스틱 기판과 다양한 프린팅 기술을 적용해 생산 단가를 획기적으로 낮출 수 있다. 두루마리형으로도 생산이 가능하며, 장소에 구애받지 않고 휴대용 모바일 기기의 에너지원으로 적용가능한 차세대 태양전지로 핵심 소재의 개발이 시급히 요구되고 있는 실정이다.

이와 관련, 진 교수팀이 개발한 유기-무기 하이브리드 광활성층 재료는 효율 및 수명이 향상된 태양전지 관련 원천기술이며 현재 개발되고 있는 다양한 유기태양전지의 소재와 소자에 적용이 가능한 핵심 기술이다.

또한 연구팀이 새로 개발한 용액공정으로 제작된 유기-무기 하이브리드 태양전지는 유기태양전지와 유사한 구조 및 특성을 가지며 기능성 silver nanowire(은나노선) 제조 기술을 유기태양전지 소자에 적용함으로써 유기반도체 물질의 단점인 낮은 전하 이동도를 개선할 뿐만 아니라 무기물 나노와이어 도입을 통한 안정성 및 신뢰성을 높일 수 있는 기술이다.

진 교수는 “이번에 개발한 유기물과 무기물을 기반으로 하는 차세대 유기-무기 하이브리드 태양전지는 제작이 월등히 간단하면서, 효율 향상 및 수명 증가에 기여할 것으로 기대된다”고 밝혔다.