국내 연구진, 태양전지 내구성 높인 소자 개발

국내 연구진이 차세대 태양전지의 내구성과 에너지 효율을 높일 수 있는 새로운 소자를 개발했다.

한국연구재단은 부산대 진성호 교수(사진) 연구팀이 보다 경제적이고 간단한 공정으로 태양전지의 내구성을 높이는 기술을 개발했다고 11일 밝혔다.

연구팀이 이번에 개발한 기술은 새로운 소재로 만든 홀 전도체다. 홀 전도체는 태양의 빛을 받아 만들어진 전자(-)와 정공(+)이 분리됐을 때 정공을 전극으로 이동시키는 역할을 한다. 이를 통해 태양의 빛 에너지를 전기 에너지로 전환해 준다. 그러나 기존의 홀 전도체는 대기중에서 쉽게 부식돼 내구성이 좋지 못했고 제작 공정에도 비교적 큰 비용이 들었다.

연구팀은 새로운 홀 전도체 개발을 위해 값이 싼 카바졸이나 플로렌 등 새로운 물질을 이용해 대기중에 포함된 수분이나 산소와 쉽게 반응하지 않는 ‘트라이페닐아민 유도체’를 합성했다. 이 유도체로 새로운 홀 전도체를 만든 것이다.

연구팀이 개발한 홀 전도체를 이용해 태양전지를 제작한 결과 빛 에너지를 전기에너지로 전환하는 효율이 일부 향상됐으며 수명도 2배 늘어났다.

진성호 교수는 “유기 태양전지의 오래된 과제였던 부식 문제를 해결해 태양전지에 탑재되는 소자의 수명을 획기적으로 늘릴 수 있을 것으로 기대한다”며 “이번에 개발한 기술을 이용하면 차세대 태양전지뿐만 아니라 유기 디스플레이, 발광다이오드 등 다양한 전자기기의 성능과 수명을 향상시킬 수 있을 것”이라고 밝혔다.

이번 연구는 재료 분야의 권위 있는 학술지 ‘어드밴스트 머티리얼즈(Advanced Materials)’ 온라인판에 최근 표지 논문으로 게재됐다.