이 기술은 차세대 태양전지로 각광 받고 있는 고분자 태양전지의 상용화에 가장 큰 문제점인 저효율 문제를 개선할 수 있는 것으로 고분자 태양전지의 상용화에 성큼 다가설 수 있게 됐다.
이 기술개발은 UNIST(총장 조무제) 김진영 교수, 박수진 교수와 최효성 박사과정(제1저자)이 주도하고 충남대가 공동 참여했다. 지난 4월 말 나노과학 분야의 권위 있는 학술지인 ‘Nano Letters'지 온라인 판에 게재되기도 했다. (논문명 : Multipositional Silica-Coated Silver Nanoparticles for High-Performance Polymer Solar Cells)
무한한 태양 빛을 전기에너지로 바꾸는 태양전지는 화석연료를 대체할 수 있는 차세대 그린에너지로 최근 전 세계적으로 저렴하면서도 효율이 높은 차세대 태양전지를 개발하고자 노력하고 있다. 하지만 실리콘박막을 이용한 태양전지는 고효율과 생산 안정성으로 주목받고 있지만 높은 생산단가에 비해 유연성이 떨어진다.
반면 유기 고분자 태양전지는 제작방법이 간단하면서 저렴한 제조단가와 얇은 박막으로 제작이 가능하다. 유연하게 제작할 수 있는 등 무게나 두께, 형태에 제약이 적어 다양한 분야에 적용이 가능하지만 효율성이 낮아 상업화에 큰 어려움을 겪어왔다.
하지만 김진영 교수와 박수진 교수 공동 연구팀은 자체 개발한 실리카로 코팅된 은 나노입자(Ag@SiO2)를 태양광 흡수를 극대화시키는 활성층에 코팅(마치 빵에 잼을 바르는 공정)해 세계 최고 수준의 효율을 가진 고분자 태양전지 개발에 성공했다.
김 교수는 "이번 연구성과는 모든 박막 태양전지에 적용 가능한 원천기술이며 차세대 고효율 태양전지 개발을 선도하는 국가들과의 격차를 줄인 획기적인 기술"이라며 "이 기술을 이용하게 되면 얇으면서도 효율이 높은 박막형 태양전지의 상용화를 앞당겨 앞으로 휴대폰이나 노트북 등 소형가전이나 휴대용 전자기기에 사용될 수 있을 것으로 기대한다"고 밝혔다.
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