UNIST는 화학과 김봉수 교수 연구팀이 미국 UC산타바바라, 프랑스 릴대학교, 국립과학연구센터(CNRS) 연구진과 함께 장수명 유기태양전지를 만들 수 있는 가교제를 개발하고, 이 가교제의 작동원리를 다중 분석 기법을 통해 규명했다고 26일 밝혔다.
유기태양전지는 제조가 쉽고 필름 형태로 찍어 유연하게 붙일 수 있는 차세대 태양전지다. 하지만 유기물의 특성상 열에 약해 오래 쓰기가 어렵다는 문제가 있다.
이를 해결하기 위해 유기물 성분을 연결 보호하는 가교제를 첨가하는 전략이 연구됐지만, 전지 수명을 늘리기 위해 가교제가 과량 첨가되면서 전지 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.
연구진은 소량만 첨가해도 안정화 효과를 낼 수 있는 고효율 광가교제 6Bx를 개발했다. 이 광가교제는 가교 분자 하나가 6개의 가교 결합을 형성할 수 있어, 이론적인 광가교효율이 96%에 이른다. 이는 일반적인 광가교제의 이론적인 가교 효율인 36%와 비교하여 매우 높은 수준이다.
연구진은 또 고성능 원인이 광가교제가 가교 반응을 통해 Y6의 분자 이동을 효과적으로 억제한 결과임을 규명했다. Y6는 유기태양전지 광활성층의 전자수용체다.
김봉수 교수는 “이번 연구는 유기 태양전지 상용화를 위한 안정성 향상 기술 개발에 매우 중요한 기여를 할 것”이라고 밝혔다.
이다예기자 ties@ksilbo.co.kr
저작권자 © 울산일보 무단전재 및 재배포 금지
