포스텍-울산과학기술원 공동팀
독성제거…친환경·대량생산 가능
기존 태양전지 대체 가능 전망도

[포항] 국내 연구팀이 자외선의 화학 결합과 식품첨가제를 이용한 태양전지를 개발했다. 이 태양전지는 환경 오염을 크게 줄이고 극한 환경에서도 효율성이 높아 기존 태양전지를 대체할 전망이다. 포스텍은 10일 화학공학과 박태호 교수<사진>·통합과정 이준우씨 팀이 울산과학기술원(UNIST) 에너지 및 화학공학부 김진영 교수·김재원씨 팀과 공동으로 식품첨가제를 사용한 친환경 공정과 자외선 가교 결합(완전한 화학 결합)으로 높은 열안정성을 가진 유기 태양전지를 개발했다고 밝혔다.

기존 유기 태양전지는 스핀-코팅 기술과 염소화 용매로 만들어졌다. 용매의 높은 독성으로 환경에 악영향을 미칠 수 있다는 우려가 컸다. 이 때문에 유기 태양전지는 연구실 단위에서 만들어졌다. 이에 연구팀은 염소 화합물 대신 식품 첨가제로 이용하는 2-메틸란니솔을 사용해 용매의 독성을 제거했다. 비독성 용매 사용으로 친환경·대량생산의 길을 연 것이다.

안정성도 높였다. 유기 태양전지의 재료인 반도체 고분자에 자외선을 쐬어 고분자 구조를 고정시킴으로써 열에 의한 결정화를 억제했다. 또한 기존 연구에서 쓰이던 화합물을 비풀러렌 물질로 바꿔 열에 의한 물질 이동과 엉김을 최소화해 안정성을 더욱 높였다. 사막 등 극한 환경에서도 열과 빛에 의한 효율 손실을 크게 줄였다고 연구진은 설명했다.

박태호 교수는 “유기 태양전지는 가볍고 값이 저렴해 미래 에너지로 각광 받고 있다. 그러나 열에 의한 안정성이 낮고 만드는 과정에서 독성물질도 발생해 대량생산이 어려웠다”며 “자외선 가교 결합 및 비풀러렌 사용 등 친환경 공정으로 유기 태양전지를 대량으로 생산할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. 이번 연구결과는 에너지 분야 권위지인 ‘어드밴스드 에너지 머터리얼즈’ 온라인판 표지 논문으로 실렸다.

김기태기자 ktk@yeongnam.com

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