마구 접고, 마구 구겨도 끄떡없는 태양전지

2015.12.01 18:00
고민재 연구원(사진 왼쪽)과 김대은 교수 - 한국과학기술연구원(KIST) 제공
고민재 KIST 연구원(왼쪽)과 김대은 연세대 교수. - 한국과학기술연구원(KIST) 제공

국내 연구진이 접을 수 있을 뿐만 아니라 마구 구겨도 원래 모양으로 돌아오는 고효율 태양전지를 개발했다.

 

고민재 한국과학기술연구원(KIST) 책임연구원 팀은 김대은 연세대 기계공학부 교수팀과 공동으로 형상 기억 고분자를 이용해 신개념 ‘페로브스카이트’ 태양전지의 원천기술을 개발하는 데 성공했다고 1일 밝혔다.

 

차세대 태양전지로 불리는 페로브스카이트 태양전지는 최고 효율 20.1%를 기록하며, 세계 시장의 90%를 차지하는 실리콘 태양전지의 효율 25~26%를 바짝 추격하고 있다.

 

하지만 대부분의 태양전지에 쓰이는 플라스틱 기판과 인듐 주석 산화물(ITO) 전극은 변형이 일어나면 쉽게 깨진다는 단점이 있었다. 웨어러블 기기에 적용하기 힘들다는 뜻이다.

 

연구팀은 플라스틱 기판 대신 형상 기억 고분자를 평평하게 만들어 태양전지 틀로 활용했다. ITO 전극도 투명한 고분자 소재(PEDOT:PSS)로 대체했다.

 

어드밴스드 에너지 머터리얼스 제공
어드밴스드 에너지 머터리얼스 제공

이번에 개발한 전지는 광전 변환 효율이 최고 10.83%로 나타났다. ITO 전극을 쓰지 않은 페로브스카이트 태양전지 중 가장 높은 효율이다.

 

이 태양전지는 접기 전과 후의 효율에 거의 차이가 없었으며, 1000번 구부리는 실험을 마친 뒤에도 초기 효율 대비 90% 이상을 유지할 정도로 내구성이 뛰어났다.

 

심지어 전지를 완전히 구기더라도 기판의 형상 기억 특성 때문에 최초의 형태와 거의 유사한 모습으로 복원됐다. 원래 형태로 복구된 뒤의 효율은 6.1%를 기록했다.

 

고 연구원은 “유연성이 뛰어나고 효율도 높아 웨어러블 기기, 휴대 전자소자 등 다양한 전자기기에 활용될 수 있을 것”이라고 말했다.

 

연구결과는 ‘어드밴스드 에너지 머티리얼스(Advanced Energy Materials)’ 11월 18일 자 표지논문으로 실렸다.

 

메일로 더 많은 기사를 받아보세요!

댓글 0

작성하기

    의견쓰기 폼
    0/150