사진=건국대

건국대학교 문두경 교수(화학공학부) 연구팀이 유기 태양전지(Organic Solar Cell, OSC) 모듈에서 발생하는 효율 저하 문제를 해결할 수 있는 혁신적인 기술을 개발했다고 12일 밝혔다.

이번 연구 결과는 세계적 학술지 ‘ACS Applied Materials & Interfaces’ 1월호에 게재됐다.

이번 연구는 광활성층의 사전 응집(Preaggregation) 제어 기법을 활용해 고분자 사슬 얽힘(Chain Entanglement) 효과를 유도하는 방식을 적용했다. 이를 통해 균일한 박막 구조를 형성하고 전하 이동 경로를 최적화하는 데 성공했다. 그 결과 단위 셀(0.04㎠)에서 광전변환효율(PCE) 17.82%를 기록했으며, 대면적 모듈(30.24㎠)에서도 13.49%의 효율을 달성했다. 대면적 모듈에서 필연적으로 발생하는 셀-투-모듈(Cell-to-Module, CTM) 효율 손실이 기존 26.3%에서 24.3%로 감소하는 성과를 거뒀다고 설명했다.

문두경 교수 연구팀은 유기 태양전지의 상용화를 위해서는 대면적 공정에서도 높은 효율을 유지하는 것이 필수적이라며, 이번 연구에서 개발한 사전 응집 제어 기법을 활용하면 유기 태양전지 모듈에서 발생하는 대표적인 문제인 저항 증가 및 비균질한 박막 형성 문제를 해소할 수 있다고 전했다.

이번 연구는 건국대 화학공학부 김예찬 박사과정생이 제1저자로 참여하고, 전성재, 한용운 박사, 양남규, 김지연 박사과정생이 공동 참여했다. 과학기술정보통신부의 공공연구성과 가치창출 기술키움 사업, 산업통상자원부의 에너지인력 양성 사업의 지원을 받아 수행됐다.

(CNB뉴스)