고분자 태양전지의 안정성 및 열화

전문가 제언

○ 환경문제와 에너지위기 극복을 위한 여러 대안 중 에너지 소스에 비용이 필요 없는 무진장의 태양에너지를 이용할 수 있는 태양전지는 신․재생에너지 중 유망한 기술의 하나이다. 염료감응 태양전지(DSSC)가 코스트 상 매력이 있으나 휘발성 전해질의 문제가 있고, 혁신적 생산 원가절감이 가능해 보이는 유기/고분자 태양전지의 인기가 높다.

○ 유기/고분자 태양전지에서는 최근 벌크이종접합 셀에서 전자주개용 고분자와 전자받개용 높은 전자친화성 재료와의 혼합물인 활성층이 용액화에 의해 기판 상에 스핀코팅 공정이 가능한 큰 장점이 있다. 이로 인해 Roll to Roll의 생산방식이 적용될 수 있다. 현재 에너지전환효율도 단일 셀에서 약 5%, 탠덤 셀에서 최근 약 6.5%를 달성하여 우선 유비쿼터스 기기의 전원으로 일본 등에서 상업용 투자가 일어나기 시작했다.

○ 지금까지 유기 태양전지 개발에는 에너지 전환효율 제고에 모든 노력이 경주되고 안정성이나 장기수명 등에 필요한 연구보고는 전 세계적으로 부족한 감이 있었다. 옥외노출과 같은 시험은 매우 드물었다. Technical University of Denmark의 연구팀에 의한 고분자 태양전지의 안정성 및 열화연구에 관한 본문은 체계적으로 고분자 태양전지의 열화메커니즘을 소개하고 있다. 산소와 수분의 Aℓ 외부전극 침투 확산 등을 보여주므로 고분자 태양전지에 관심 있는 분들에게 일독을 권하고 싶은 글이다.

○ 본문에서는 개발에 관한 역사나 이론 등은 다루지 않았으나 열화메커니즘을 통해 고분자 태양전지의 핵심을 쉽게 이해할 수 있도록 하였다. 전자주개의 Poly-3-HexylThiophene(P3HT) 전도성고분자와 용해도가 개선된 풀러렌 유도체(PCBM)의 나노상 분리에 의한 상호침투 네트워크형 기술은 에너지효율을 올렸으나 아직 열화에는 취약하다. 150℃/30분 열처리는 이 구조를 안정화 시켰으나, 1년 이상의 대면적 옥외시험에는 산소와 수분침투를 막기 위한 두꺼운 Aℓ 후면판과 열경화성 에폭시 아교로 밀봉한 유리 전면판 캡슐이 필요했고 전환효율도 낮았다.

○ 고분자 태양전지에는 이제부터 시작이라고 생각할 정도로 할 일이 많음을 이 글은 알려준다. 한국 연구인의 기회도 그만큼 커질 것이다.

저자

Kion Norrman et al

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2008

권(호)

92

잡지명

Solar Energy Materials and Solar Cells

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

686~714

분석자

변*호

분석물

• 고분자 태양전지의 안정성 및 열화.pdf [279,577 byte]

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