광전환 효율 6%로 높인 플라스틱 태양전지 개발
KAIST는 김범준 생명과학공학과 교수(사진)와 우한영 부산대 나노융합공학과 교수 공동 연구팀이 광전환 효율을 높인 플라스틱(고분자) 태양전지 모델을 개발했다고 29일 발표했다.

플라스틱 태양전지는 유기태양전지에 비해 안정성이 높지만 태양 에너지를 전기로 바꾸는 광전환 효율이 낮은 게 문제였다. 유기태양전지가 10%의 효율을 보이는 반면 플라스틱 태양전지는 4%대에 불과했다. 광활성층을 형성하는 두 고분자가 잘 섞이지 않고 분리(상 분리)되면서 전자의 생성과 운반이 원활하지 않았기 때문이다.

연구팀은 전도성 고분자의 분자량과 구조를 조절하는 방법으로 고분자의 상 분리 현상을 효과적으로 제어하는 데 성공했다. 5% 이상의 높은 광전환 효율을 가진 태양전지를 개발했고 최근에는 효율을 6%까지 끌어올리는 데 성공했다. 이 수치는 지금까지 나온 연구 결과 중 가장 높은 효율이라는 게 연구팀의 설명이다.

김 교수는 “이번 연구는 고분자 플라스틱 태양전지가 유연성이 필요한 휴대용 차세대 전자소자 등 미래 에너지원으로 활용될 수 있는 가능성을 보여주는 사례”라고 설명했다.

김태훈 기자 taehun@hankyung.com