국내 연구팀, 플라스틱 태양전지 효율 6% 달성…상용화는 언제쯤?

국내 연구팀이 차세대 에너지원으로 각광받고 있는 플라스틱 태양전지의 효율을 높이면서 상용화에 한 걸음 다가섰다.

김범준 KAIST 생명화학공학과 교수팀과 우한영 부산대 나노융합공학과 교수팀은 고분자로만 이뤄진 플라스틱 태양전지의 발전 효율을 6%로 높였다고 29일 밝혔다.

고분자로만 이뤄진 플라스틱 태양전지의 장점은 유연하면서도 열에 강하고 생산비용이 저렴하다는 것. 축구공 모양의 탄소구조체인 ‘풀러렌’을 이용한 플라스틱 태양전지는 발전효율이 10%로 높지만 값이 비싸고, 오늘날 많이 쓰이는 실리콘 태양전지는 딱딱해 플렉서블 디바이스 등에 적용이 어렵고 값비싼 제조단가가 역시 문제였다.

연구팀은 전기가 흐르는 전도성 고분자의 분자량과 구조를 조절해 기존 4%에 머물러 있던 고분자 태양전지의 발전 효율을 5%까지 높인 뒤, 다시 한 번 6%까지 높이는 데 성공했다. 6%의 발전효율은 지금까지 학계에 보고된 것 중 가장 높은 효율이다.

김 교수는 “고분자 플라스틱 태양전지가 미래 에너지원, 특히 유연성이 필요한 휴대용 차세대 전자소자의 에너지원으로서 높은 응용가능성을 보여주는 사례”라며 “효율을 10%까지 높이면 상용화가 가능할 것”이라 설명했다.

기존 4%에 머물렀던 태양전지의 효율을 5%로 높인 연구결과는 화학분야 학술지 ‘미국화학회지’ 2월 18일자에, 세계 최고 효율인 6%까지 높인 연구결과는 재료분야 학술지 ‘어드밴스드 머터리얼스’ 3월 3일자에 실렸다.

이우상 동아사이언스기자 idol@donga.com