광주과학기술원(GIST·지스트)은 25일 유기태양전지가 고온에서 성능이 떨어지는 원인을 규명하고 이를 해소하는 기술을 개발했다.

신소재공학과 이광희 교수가 이끄는 세계 최초 페로브스카이트 태양전지 상용화 전략연구사업단은 햇빛을 에너지로 바꾸는 효율을 고온 환경에서도 유지할 수 있는 기술을 개발했다.

유기태양전지는 유기물을 사용해 햇빛을 전기로 바꾸는 태양전지로, 가볍고 얇고 유연해 창문·가방·스마트워치 등 다양한 곳에 붙여서 태양광 발전을 할 수 있다.

다만 열에 약해 장시간 사용 시 성능이 급감한다.

유기태양전지는 햇빛을 받으면 전자가 빠져나간 자리에 정공이 만들어지고, 정공이 전극으로 이동하면서 전기를 만드는 원리로 작동된다.

연구팀은 정공의 이동을 돕는 물질인 산화몰리브덴이 고온에서 제자리에 머물지 못하고 원래 위치에서 벗어나 전하의 이동을 방해한다는 것을 확인했다.

연구팀은 산화몰리브덴이 움직이지 않게 잡아주는 역할을 하도록 PBN이라는 작은 분자를 삽입했고, 그 결과 태양전지가 85℃에서 2천시간 이상 작동한 후에도 초기 발전 효율이 그대로 유지됐다.

이번 연구에는 포항공과대(POSTECH)·핀란드 오보 아카데미대(Abo Akademi)·스웨덴 린셰핑대(Linkoping Univ.)·경기대·전남대학교·한국기초과학지원연구원(KBSI)·한국과학기술연구원(KIST) 연구진이 참여했다.

연구 결과는 재료과학 분야 국제학술지 '스몰(Small)'에 지난 달 31일 온라인으로 게재됐다.