지스트(광주과학기술원)는 차세대에너지연구소 강홍규 박사, 이광희 소장과 영국 임페리얼컬리지 런던 공동연구팀이 스스로 얇은 층을 형성하는 물질을 활용해 유기 태양전지의 코팅 공정을 간소화하고 높은 효율과 긴 수명을 확보하는데 성공했다고 30일 밝혔다.
이번 연구 성과는 재료과학 분야의 저명한 국제학술지인 '어드밴스드 사이언스(Advanced Science)'에 지난달 25일 게재됐다.
유기 태양전지는 실리콘을 이용한 무기태양전지에 비해 저렴할 뿐만 아니라 가볍고 유연하며 투명하다는 장점이 있다.
특히 건물과 자동차의 창문이나 유리온실에 필름으로 부착하는 등 다양한 산업에 활용할 수 있어 꾸준한 연구가 진행되고 있다.
그중 역구조 유기 태양전지에 널리 사용되고 있는 산화아연은 빛의 투과율이 높고 전하 수송 능력이 뛰어나지만 자외선을 흡수하면 광촉매현상을 일으켜서 전기를 만드는 광활성층을 분해시킨다. 이 경우 빛을 흡수하는 능력이 떨어져 전기 생산 효율이 크게 저하된다.
연구팀은 단분자 물질인 '풀러렌 기반 자기조립 소재(C60-SAM)'를 산화아연 위에 도포해 스스로 보호층을 형성하게 함으로써 산화아연의 안정성을 확보하고 전지의 효율과 수명을 개선했을 뿐만 아니라 코팅 공정을 간소화하는데도 성공했다.
C60-SAM은 산화아연과 만나면 표면에 얇은 층을 형성하는 점을 이용해 연구팀은 C60-SAM을 광활성 물질에 혼합해서 코팅하고 산화아연과의 반응을 통해 스스로 보호층을 형성하게 했다.
특히 유기 태양전지의 효율이 10% 떨어지기까지 걸리는 시간이 기존 20여 분에서 8시간으로 약 24배 늘어나는 등 전지 수명이 대폭 개선됐다.
강홍규 박사는 "이번 연구는 역구조 유기 태양전지의 전자수송층과 광활성층 사이에서 발생하는 안정성 문제를 자기조립층을 이용한 보호막 형성이라는 새로운 방식으로 해결한 것에 의의가 있다"며 "유기 태양전지는 코팅 공정을 하나만 줄이더라도 양산성을 크게 개선할 수 있어 상용화에 큰 도움이 될 것"이라고 말했다.
이정민기자 ljm7da@mdilbo.com
- 광주인성고, 개교 50주년 맞아 '따뜻한 인성' 봉사활동 실시 광주인성고등학교가 개교 50주년을 맞아 지난 27일 '지역사회와 함께하는 행복한 동행 봉사활동'을 실시했다. 광주시교육청 제공 광주인성고등학교(이하 광주인성고)가 개교 50주년을 맞아 지난 27일 '지역사회와 함께하는 행복한 동행 봉사활동'을 실시했다.28일 광주인성고에 따르면 이번 봉사활동은 '남구장애인복지관' 및 '소화천사의집'과 맺은 업무협약의 일환으로 진행됐다.1학년 학생들과 2학년 학생들은 '남구 장애인복지관'과 '소화천사의 집'을 각각 방문해 기관 장애인 생활 시설 정비를 돕고, 같이 산책을 하는 등 교육의 장을 넓혀 지역사회와 행복한 동행을 이어가게 됐다.이를 통해 학생들은 지역사회에서 함께 살아가는 따뜻하고 바른 인성을 가진 공동체 일원으로서의 책임감을 배웠다.이경기 광주인성고 교장은 "우리 학생들이 한 학기에 한 번씩의 봉사활동이지만 다양한 봉사활동의 기회를 접하며 지역사회 일원으로서의 책임감을 키워나가길 바란다"며 "이번 봉사활동으로 학생들이 따뜻한 사회를 만들어 나가는 아름다운 초석으로 성장할 수 있기를 기대한다"고 말했다.한편 광주인성고는 '남구 장애인복지관'과 '소화천사의 집' 교외 봉사활동을 시작으로, 주별로 한 학급씩 돌아가며 장애인과 함께하는 행복한 동행, 봉사활동을 이어갈 예정이다.한경국기자 hkk42@mdilbo.com
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