광주과기원 연구팀, 유기태양전지 수명 최대 10년까지 늘리는 기술 개발

광주과학기술원 신소재공학부 이광희 교수·공재민 박사가 차세대 대체 에너지로 꼽히는 ‘유기태양전지’ 수명을 최대 10년까지 늘리는 기술을 개발했다고 미래창조과학부가 8일 밝혔다. 디스플레이, 발광다이오드(LED) 등 다양한 유기전자소자의 수명 문제 해결에도 기여할 것으로 기대된다.

유기태양전지는 고분자 유기물을 광 활성층의 주 원료로 사용하는 플라스틱 태양전지다. 유연성이 뛰어나고 색채 표현 능력이 좋은데다 공정 단가도 싼 편이라 차세대 ‘플렉서블(휘는) 전자소자’ 에너지원으로 주목받고 있다. 하지만 상용화하기 힘들만큼 수명이 너무 짧은 게 문제다. 고분자 유기물 자체의 불안정성이 짧은 수명의 원인으로 지목돼 왔다.

연구팀은 유기태양전지를 빨리 닳게 하는 ‘번-인(Burn-in) 현상’이 고분자 유기물질 자체의 불안정성보다 고분자 광 활성물질 안에 존재하는 저분자들에 의한 것임을 밝혀냈다. 이를 토대로 광 활성 물질 내부에서 불순물로 작용하는 저분자들만 제거하자 소자 효율이 40% 향상됐고, 수명이 최대 10년까지 예상되는 유기태양전지를 만들어냈다.

이 교수는 “유기태양전지 상용화 뿐 아니라 유기 디스플레이, 유기 LED 등의 ‘번-인’ 문제와 수명 문제 등을 해결할 단서를 제공할 수 있을 것”이라고 말했다. 연구결과는 ‘네이처 커뮤니케이션스’지 온라인판 8일자에 실렸다.

문수정 기자 thursday@kmib.co.kr