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100번 이상 접어도 효율 높은 ‘유기 태양전지’ 개발

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100번 이상 접어도 효율 높은 ‘유기 태양전지’ 개발

2018.10.14 15:00

 

새롭게 개발된 고유연성, 고안정성 유기 태양전지. 울산과학기술원 제공.
새롭게 개발된 고유연성, 고안정성 유기 태양전지. 울산과학기술원 제공.

고무처럼 잘 늘어나고 언제든 접었다 펴는 신개념 태양전지가 개발됐다. 캠핑이나 오지여행을 다닐 때 간편하게 휴대할 수 있고, 몸에 부착하는 각종 웨어러블 전자기기의 전원 장치를 설계하기에도 한층 더 수월해질 것으로 보인다.

 

울산과학기술원(UNIST) 에너지 및 화학공학부의 양창덕 교수와 박혜성 교수 연구진은 고무처럼 잘 늘어나는 유기 고분자 물질을 활용해 ‘고유연성 유기 태양전지’를 만드는 데 성공했고 14일 밝혔다. 

 

이번에 개발한 태양전지는 모든 요소가 고분자로 이뤄져 잘 휘어지고 늘어난다. 실험 결과 100번 이상을 접었다 펴도 기존 효율을 90%까지 유지할 정도로 안정성도 뛰어났다. ‘유기 태양전지’는 기존의 실리콘 등 광물질을 이용해 만든 기존의 무기 태양전지보다 값싸고 제작이 쉬워 차세대 태양전지로 꼽힌다. 

 

유기 태양전지는 효율면에선 상용화 가능한 수준을 달성한 상했지만 아직 자유롭게 구부리고 펴는 기술이 부족했다. 기존에 발표된 유기 태양전지가 경우, 태양빛을 직접 흡수해 전류를 만드는 ‘광활성층’과 기판이 되는 ‘인듐 주석 산화물(ITO) 투명전극’이 쉽게 깨진다는 단점이 있었다. 

 

연구진은 기존 태양전지 기판에 각종 첨가제를 넣어 유연성을 확보했다. 연구에 참여한 산산 첸 UNIST 에너지공학과 연구원은 “기존 물질에 영향을 주지 않는 첨가제 개발에 중점을 뒀다”며 “상업적으로 많이 쓰이는 스타이렌과 실리콘 고분자물질을 이용 화학반응을 이용해 고무처럼 잘 늘어나도록 만드는 첨가제를 개발했다”고 설명했다. 

 

양 교수는 “접거나 구부릴 수 있는 휴대용 유기 태양전지가 실용화 되는데 초석이 될 것”이라고 내다봤다. 이번 연구는 화학분야 국제학술지 ‘앙게반테 케미’ 10월에 게재됐다.

 

유연성 유기 태양전지를 개발한 연구진. 왼쪽부터 시계 방향으로 이병규, 정성우, 조용준, 산산 첸 연구원. 울산과학기술원 제공.

유연성 유기 태양전지를 개발한 연구진. 왼쪽부터 시계 방향으로 이병규, 정성우, 조용준, 산산 첸 연구원. 울산과학기술원 제공.

 

 

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