투명도·발전효율 높여…"창문 등에 실용화 기대"
(광주=연합뉴스) 여운창 기자 = 광주과학기술원(GIST)은 23일 차세대에너지연구소 강홍규 책임연구원과 신소재공학과 이광희 교수 공동연구팀이 차세대 반투명 유기태양전지의 투명도와 발전 효율을 크게 향상할 수 있는 원천 기술을 개발했다고 밝혔다.
반투명 유기태양전지는 빛을 받아 전기를 생산하는 유기태양전지의 한 형태로, 창문이나 건물 외장재처럼 투명성이 요구되는 곳에 적용할 수 있으며 건물 일체형 태양광이나 차량용 태양광 또는 휴대형 전자기기 등에 활용될 수 있다.
지금까지는 반투명 구조의 특성상 투명도를 높이면 발전 효율이 떨어지고, 발전 효율을 높이면 투명도가 줄어드는 상충 관계 때문에 두 성능을 동시에 만족시키는 데 어려움이 있었는데 연구팀은 이 문제를 해결했다.
가시광선을 흡수하는 소재의 함량을 줄여 투명도를 높이고, 대신 전기 흐름이 원활히 이어지도록 돕는 첨가제를 도입해 전기가 이동하는 길을 최적화하고 불필요한 손실을 줄여 높은 투명도와 발전 효율을 동시에 확보했다.
연구팀은 실제 성능에서도 평균 가시광선 투과율 37.53%, 전력 변환 효율 10.7%를 달성했고, 두 지표를 종합 평가하는 광 이용 효율도 최고 수준인 4.01%로 같은 조건 내 반투명 유기태양전지 중 최상의 성능을 구현했다.
이광희 교수는 "오랜 숙제였던 투명도-효율 간 상충관계를 해소했다는 점에서 의미가 크다"며 "단순한 소재 개선을 넘어 건축물 창호나 차량 유리 등 투명 구조물과 결합한다면, 도시의 친환경 에너지 자립에 크게 기여할 수 있다"고 말했다.
GIST 차세대에너지연구소 강홍규 책임연구원과 신소재공학과 이광희 교수가 교신저자로 참여하고, 오주희 석박통합과정생과 린셰핑대학교(Linkoping University)·히거신소재연구센터 김주현 박사가 수행한 이번 연구는 국제학술지 '저널 오브 머티리얼즈 에이'(Journal of Materials Chemistry A)에 지난달 21일 온라인 게재됐다.
betty@yna.co.kr
Copyright ⓒ 연합뉴스 무단 전재 및 재배포 금지
본 콘텐츠는 뉴스픽 파트너스에서 공유된 콘텐츠입니다.
