국내 연구진이 차세대 에너지원으로 주목받는 플라스틱 태양전지(고분자-고분자 태양전지)의 광 전환 효율을 크게 높이는 데 성공했다.

한국연구재단은 KAIST 김범준·부산대 우한영 교수(공동 교신저자)와 KAIST 강현범·부산대 우딘 모하메드 아프사르 박사(공동 제1저자)가 고분자-고분자 태양전지의 광 전환 효율을 5% 이상 높인 태양전지를 개발했다고 29일 밝혔다. 

고분자-고분자 태양전지는 기존의 풀러렌 유기태양전지에 비해 상용화의 핵심 요소인 기계적인 안정성 및 열에 대한 안정성을 대폭 향상시킬 수 있는 장점을 갖고 있다.

이는 광 활성층을 형성하는 두 고분자가 잘 섞이지 않고 과도하게 분리되는 현상, 즉 '상 분리' 현상이 발생하기 때문이다.  

이런 현상은 전자의 생성과 운반을 저해하고 태양전지의 광 전환 효율을 감소시키는 요인으로 꼽힌다.  

연구팀은 이번에 전도성 고분자의 분자량과 구조를 조절함으로써 두 고분자의 상 분리 현상을 효과적으로 제어해 광 전환 효율을 5% 이상 높인 태양전지를 개발했다.

김범준 교수는 "이번 연구는 고분자 플라스틱 태양전지가 미래 에너지원, 특히 유연성이 필요한 휴대용 차세대 전자소자의 에너지원으로 응용할 가능성을 보여준 사례"라고 말했다.

이번 연구 결과는 화학 분야 권위지 '미국화학회지(JACS)' 2월 18일자에 게재됐다.