UNIST 장성연 교수팀, 11.53% 효율 기록
용액공정서 고분자 소재 제조 가능
용액공정서 고분자 소재 제조 가능
UNIST 제공
울산과학기술원(UNIST) 장성연 교수 연구팀은 자체 개발한 유기 고분자를 적용해 양자점 태양전지의 효율을 11.53%로 향상시키는 '양자점-유기 고분자 접합 태양전지'를 개발했다고 23일 밝혔다.
양자점 태양전지는 아주 작은 무기물 반도체 입자인 양자점을 광활성층(태양광을 받아 전자를 생산하는 물질)으로 이용한 것으로, 소재와 공정 비용을 줄이면서 유연하고 가볍다.
연구팀은 기존 양자점 태양전지의 P형 양자점을 '유기 고분자'로 접합해 태양광을 받아 생성되는 정공 추출을 높였다. 아울러, 정공과 전자가 결합되는 것을 막아 정공이 양극으로 잘 운반될 수 있도록 구현했다. 일반적으로 양자점 태양전지에 쓰이는 P형 양자점을 대신해 유기 고분자를 붙인 것이다.
이렇게 개발된 양자점 태양전지는 기존 P형 양자점 기반 소자의 효율(10.80%)보다 향상된 11.53%를 기록했다고 연구팀은 설명했다. 특히 유기 고분자는 손쉬운 용액공정으로 만들 수 있어 전체 태양전지 소자를 상온에서 용액공정으로 제조할 수 있다.
장성연 UNIST 교수는 "그동안 양자점 태양전지의 전류 생성에 큰 걸림돌이었던 정공 운반 문제를 해결한 연구결과로, 더 우수한 특성을 지닌 고분자 소재를 개발하면 전지의 광전변환 효율도 더욱 높일 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.
이 연구결과는 에너지 소재 분야의 국제 학술지 '어드밴스드 에너지 머터리얼즈(지난 2월 24일자)' 표지논문으로 실렸다.이준기기자 bongchu@dt.co.kr
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