GIST, 유기태양전지 고온에도 '성능 유지' 기술 개발

유기태양전지가 고온에서 성능이 떨어지지 않도록 하는 기술이 개발됐습니다.

광주과학기술원(GIST·지스트)은 26일 이광희 신소재공학과 교수가 이끄는 세계 최초 페로브스카이트 태양전지 상용화 전략연구사업단이 햇빛을 에너지로 바꾸는 효율을 고온 환경에서도 유지할 수 있는 기술을 개발했다고 밝혔습니다.

유기태양전지는 유기물을 사용해 햇빛을 전기로 바꾸는 태양전지로, 가볍고 얇고 유연해 창문·가방·스마트워치 등 다양한 곳에 붙여서 태양광 발전을 할 수 있습니다.

다만 열에 약해 장시간 사용 시 성능이 급감합니다.

유기태양전지는 햇빛을 받으면 전자가 빠져나간 자리에 정공이 만들어지고, 정공이 전극으로 이동하면서 전기를 만드는 원리로 작동됩니다.

연구팀은 정공의 이동을 돕는 물질인 산화몰리브덴이 고온에서 제자리에 머물지 못하고 원래 위치에서 벗어나 전하의 이동을 방해한다는 것을 확인했습니다.

이에 산화몰리브덴이 움직이지 않게 잡아주는 역할을 하도록 PBN이라는 작은 분자를 삽입했고, 그 결과 태양전지가 85℃에서 2,000시간 이상 작동한 후에도 초기 발전 효율이 그대로 유지됐습니다.

이번 연구에는 포항공과대(POSTECH)·핀란드 오보 아카데미대(Abo Akademi)·스웨덴 린셰핑대(Linkoping Univ.)·경기대·전남대학교·한국기초과학지원연구원(KBSI)·한국과학기술연구원(KIST) 연구진이 참여했습니다.

연구 결과는 재료과학 분야 국제학술지 '스몰(Small)'에 지난달 31일 온라인 게재됐습니다.