유기 태양전지 핵심재료 분석 성공

김영규 박사, 포항가속기연구소, 부산대 공동연구팀 , 유기 태양전지 핵심재료 분석 성공 차세대 태양전지 효율을 획기적으로 개선할 수 있는 물질이 한국 과학자들에 의해 밝혀졌다. 영국 임페리얼 칼리지 김영규 박사와 포항가속기연구소(소장 고인수) 및 부산대는 공동연구를 통해 폴리티온펜 유도체(P3HT) 반도체 박막의 특성 및 나노구조를 분석하는데 성공했다. 이번 연구 결과는 세계적인 과학전문지 네이처 머티리얼즈(Nature Materials)지 3월호에 발표되었다. 빛에너지를 전기에너지로 직접 변환시키는 태양전지는 구성 물질에 따라 무기물, 유기물 태양전지로 나뉜다. 무기물 태양전지는 에너지 전환 효율성은 높으나 가격이 비싸고 자유자재로 만들 수 없다는 단점이 있는 반면에, 유기물 태양전지는 제작 공정이 비교적 간단하고 비용이 저렴하며 자유자재로 만들 수 있다는 장점이 있다. 그동안 P3HT와 풀러렌이 혼합된 고분자 재료가 값싸고 범용적인 유기물 태양전지 개발에 적합한 물질로 주목을 받아 왔지만 이 물질에 대한 핵심정보는 제대로 규명이 되지 않았다. 공동연구팀은 차세대 유기 태양전지 개발의 핵심 물질인 P3HT와 풀러렌이 혼합된 고분자재료가 에너지 전환 효율에 탁월한 나노구조로 배향되어 있음을 포항방사광가속기를 통하여 최초로 밝힌 것이다. 이번 연구는 과학기술부 기초과학연구사업을 통해 지원받고 있는 포항가속기연구소에서 이루어졌다. 지난해 에딘버러에서 열린 G8 정상회담과 교토의정서로 인해 새로운 대체 에너지 개발에 대한 사회적 관심이 촉구되는 가운데 상용화를 앞당길 유기 태양전지 개발에 적합한 재료를 찾았다는 점이 중요하다. 김영규 박사는 “이번 연구를 토대로 세계 최고 수준에 이르는 5% 이상의 P3HT (고)분자형 유기 태양전지 효율성 입증해 보였으며, 머지않아 태양전지 효율성이 10%에 이르면 상용화의 길이 펼쳐질 것으로 예상한다”며, “이로 인해 유연하게 접거나 말 수 있는 휴대용 디스플레이(TFT LCD, 유기 EL, OLED 등) 시장과 전자종이 개발에도 한층 더 탄력을 받을 것”이라고 말했다.