유기태양전지 성능·수명 두 배 이상 개선

김동유 광주과학기술원 교수

(아주경제 권석림 기자) 교육과학기술부와 한국연구재단은 광주과학기술원 김동유 교수와 윤진문 박사과정생, 한국과학기술연구원 나석인 박사가 참여한 연구팀이 환원 그래핀을 사용해 유기태양전지 소자의 성능과 수명을 기존 것의 두배 이상으로 늘리는 데 성공했다고 5일 밝혔다.

유기태양전지는 실리콘을 주로 사용하는 무기물 태양전지와 달리, 빛을 받아 전자와 정공(전자가 들어갈 수 있는 빈자리)을 만드는 부분이 전도성 고분자와 축구공 모양 탄소 결합체 ‘풀러린(fullerene)’을 섞은 유기물로 이뤄져 있다.

유기태양전지는 실리콘 무기물 태양전지와 비교해 가볍고 구부릴 수 있으며, 생산 단가가 낮다.

연구팀은 삽입층의 소재로 ‘PEDOT:PSS’ 대신 환원 그래핀을 사용했다.

그래핀은 흑연의 탄소 원자 배열과 같은 모양이면서 두께는 원자 하나 정도에 불과한 2차원의 탄소 나노 구조체를 말한다.

환원 그래핀은 흑연을 산화시켜 얻은 그래핀에 환원제를 사용, 산화의 결과로 생긴 결함을 메운 것이다

이번 연구 성과는 재료공학분야 권위지 ‘어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)’에 표지 논문으로 실릴 예정이다.