DGIST(대구경북과학기술원, 총장 신성철)는 에너지연구부 연구팀이 경북대 김영규 교수 연구팀(화학공학과)과 공동으로 고분자 나노 박막층을 이용한 표면처리기술을 사용해 태양전지 효율을 기존 대비 약 25%이상 향상시킬 수 있는 기술을 개발했다고 16일 밝혔다. 이날 발표에서 우성호 박사(사진)는 “연구에서 DGIST는 고분자태양전지 제작공정 가운데, 산화아연 표면에 폴리에틸렌이민(PEI) 수용액을 나노미터 두께로 얇게 처리함으로써 기존 7% 효율에서 25%이상 향상된 8.9%까지 끌어올렸다”고 밝혔다. 또한, “두께를 최적화해 9% 이상의 광전효율을 달성하며, 고분자태양전지의 상용화 가능 효율인 10%에 근접한 평균효율을 확보했다”고 말했다. 고분자가 포함된 유기물 기반으로 제작된 고분자태양전지는 초박형, 초경량, 유연성, 저가격 등의 장점으로 차세대 태양전지로 각광받고 있으나, 빛에너지를 전기에너지로 변환하는 효율(광전효율)이 낮아 상업화에 어려움이 있었다. 이에 DGIST 연구팀은 폴리에틸렌이민 수용액을 전자수송층에 얇게 코팅해 광활성층과 전자수송층 사이의 높은 에너지 장벽에 의한 전하 손실을 낮춤으로써 전자의 수송을 원활하게 만들어 광전효율을 높였다. 이번 기술 개발을 통해 앞으로 고분자태양전지 상용화뿐만 아니라 유기발광디스플레이(OLED), 유기트랜지스터 등 유기반도체 소자 분야에도 응용할 수 있을 것으로 관련 학계는 기대하고 있다. DGIST 우성호 선임연구원은 “이번 연구결과는 광활성층 재료나 공정장비의 교체 없이 고분자태양전지의 효율을 크게 향상시킬 수 있는 핵심기술이다”며, “차세대 태양전지로 주목받는 고분자태양전지의 상용화를 선도할 수 있을 것”이라고 말했다. 이번 연구결과는 에너지재료 분야의 세계적 국제학술지인 ‘어드밴스드 에너지 머티리얼즈(Advanced Energy Materials)지’ 지난 1월 8일자 온라인판에 게재됐으며, 표면처리효과 해석에 연세대 이연진 교수팀(물리학과)의 도움으로 이뤄졌다.