이원호 금오공대 교수팀, 고안정성 유기 태양전지 구현

장용찬 금오공대 석사과정, 이원호 금오공대 고분자공학과 교수, 이창연 중앙대 교수, 손현수 경상국립대 석사과정, 이태경 경상국립대 교수.(왼쪽부터)/사진제공=금오공대

국립금오공과대학교는 최근 이원호 고분자공학과 교수 연구팀이 고분자 기반 유기 태양전지의 열 안정성을 획기적으로 개선했다고 12일 밝혔다.

이 교수팀은 이창연 중앙대 교수팀, 이태경 경상국립대 교수팀과 함께 연구를 수행했다.

유기 태양전지는 유기화합물을 활용해 태양빛을 전기로 변환한다. 가볍고 유연하면서도 저렴하지만 온도변화에 민감하다. 고온에 장기간 노출될 경우 성능이 대폭 하락한다.

연구팀은 간단한 열처리 공정을 통해 유기 태양전지 상부 전극의 확산을 억제했다. 이 공정은 열 안정성을 크게 향상했으며, 고분자 전도층의 밀도를 높이고 고온에서의 전극 확산을 방지했다. 약 1000시간 동안 진행된 100℃ 열처리 과정에서도 초기 효율의 90%를 유지했다.

공동 제1저자인 장용찬 금오공대 석사과정은 "이번 연구는 유기 태양전지 상용화에 중요한 발판이 될 것"이라며 "후속 연구를 통해 유기 전자재료의 안정성을 높일 수 있는 다양한 방법을 모색하겠다"고 말했다.

연구를 주도한 이원호 교수는 "유기 태양전지의 열 안정성 개선 기술은 고효율 친환경 에너지 생산을 위한 핵심 기술"이라며 "이번 연구 결과는 차세대 태양광 발전에 크게 기여할 것"이라고 전했다.

한편 이번 연구는 △BK21 프로그램 △중앙대 △교육부 지자체-대학 협력기반 지역혁신 사업 등의 지원을 받아 수행됐다. 연구 결과는 'Preventing electrode penetration and burn-in degradation in non-fullerene organic solar cells via pre-annealing: Insights from experimental and computational studies'(비풀러렌 유기태양전지의 열처리를 통한 전극 침투 억제 및 안정성 향상 연구)라는 제목으로 화학공학 분야의 국제학술지 'Chemical Engineering Journal'(IF=13.3, JCR 상위 3.2%)에 게재됐다.

이원호 금오공대 고분자공학과 교수팀의 연구자료 이미지./사진제공=금오공대

권태혁 기자 taehkd@mt.co.kr