KIST, 유기태양전지 효율·안정성 높이는 고분자 소재 개발

▲유기태양전지용 소재를 다양한 용매에 녹인 모습 [사진제공=연합뉴스]

[에너지경제신문 권세진 기자] 한국과학기술연구원(KIST) 연구팀이 유기태양전지 효율을 개선할 수 있는 고분자 소재 개발에 성공했다.

KIST 물질구조제어연구센터 백경열 박사팀은 지난 10일 유기태양전지의 효율과 안정성을 동시에 높일 수 있는 새로운 고분자 소재를 개발했다고 밝혔다.

연구팀이 개발한 소재는 블록공중합체(고분자 조합체)와 탄소 소재를 이용한 고분자 복합소재로 유기태양전지의 정공수송층(Hole Transport Layer)에 쓰는 전도성 고분자인 ‘PEDOT:PSS’를 대체할 수 있다. 유기태양전지는 값이 저렴하고 대면적화가 비교적 쉬우며 유연한 태양전지를 만들 수 있어 차세대 태양광 에너지원으로 활발하게 연구되고 있다. 정공수송층은 유기태양전지가 빛을 받아 내부에서 발생한 정공(+)을 전극으로 이동시키는 역할을 한다.

연구팀이 개발한 고분자 복합소재는 열처리를 통해 쉽게 얻을 수 있고 다양한 유기용매에 녹기 때문에 용액 기반 공정에 활용할 수 있다. 기존 정공수송층 소재인 PEDOT:PSS에 비해 전기전도도는 5배 높은 것으로 나타났다.

백 연구원은 "새 소재는 유기태양전지의 에너지변환 효율을 높일 수 있을 것"이라고 말했다.

연구 결과는 지난 2월 23일 국제학술지 ‘컴포지트 사이언스 앤 테크놀로지’(Composites Science and Technology)‘ 온라인판에 실렸다. 연구진은 이 성과를 국내 특허와 미국특허로도 등록했다.