UNIST 에너지 및 화학공학부 박혜성 교수팀은 열처리 없이 상온 공정으로 제작 가능한 휘어지는 유기 태양전지를 개발했다고 6일 밝혔다.
연구팀은 유연하고 잘 휘어지는 '그래핀'을 전극 물질로 사용하고, 이 위에 전하를 이동시키는 전하수송층 물질로 '산화아연 나노입자'를 코팅했다. 이를 통해 그래핀 전극 기반 유기 태양전지로는 최고 효율 수준인 8.2%의 고효율을 달성했다. 또 그래핀의 뛰어난 물리적 특성 덕분에 100번 이상 굽힘 시험을 해도 80% 이상 초기 효율을 유지했다.
특히 이번 연구에서는 그래핀 위에 산화아연 나노입자를 코팅하는 과정에서 열처리를 하지 않았다. 기존 유기 태양전지 제작 공정에는 전극 위에 전하수송층을 올린 뒤 반드시 고온 열처리를 해야 했지만, 연구팀은 열처리 없이도 물질 특성을 유지하는 나노입자를 도입해 이를 개선했다.
박혜성 교수는 "유연하고 효율 높은 유기 태양전지를 열처리 없이 제작할 수 있게 돼 상용화에 한 발 더 다가갔다"며 "프린팅 공정과 더불어 상온 공정까지 적용하면 유기 태양전지의 대량생산도 가능해질 것"이라고 말했다.
이번 연구결과는 나노 재료 분야 국제학술지 '나노 레터스'(Nano Letters)에 발표됐다.
남도영기자 namdo0@dt.co.kr
박혜성 UNIST 교수팀이 개발한 그래핀 전극 기반 유기 태양전지. 펜을 둘러쌀 정도로 잘 휘어지는 모습이다. (UNIST 제공)
