유기태양전지

전문가 제언

○ 신재생 에너지기술이 세계적으로 활발하게 연구되고 있는 가운데 유기태양전지(OPV)가 가장 경제성 있는 후보의 하나로 연구가 활발하다. OPV 중에서 고분자 태양전지는 용액가공이 쉬워 플라스틱필름 인쇄기 정도의 설비로 제조가 가능하다고 기대되므로 인기가 높다.

○ 지난 10년 고분자 태양전지는 아이디어 단계로부터 파워변환효율(PCE)이 약 11%의 혁신적인 벌크이종접합(주개):풀러렌(받개) 블렌드의 태양전지로 발전했다. 기술적인 몇 가지의 문제점을 해결하면 OPV의 상업화가 수년 내에 실현될 것으로 기대된다.

○ 이 글에서 저자들은 OPV 기술의 극적 발전을 광전변환 메커니즘에 대한 깊은 이해, 에너지 레벨과 용해도가 맞춤 조절된 새로운 재료, 활성층 내의 최적구조를 위한 새로운 공정, 진기한 계면을 가진 새로운 셀 구조의 덕으로 설명하고 있다. 이들을 균형 있게 고찰한 이 글은 OPV 최신기술 개발의 요약으로 관심 있는 분들에게 크게 도움을 줄 것이다.

○ 이 글의 백미는 유기태양전지의 단락전류와 개방회로 전압을 동시에 증대시킬 수 있는 좁은 띠간격과 낮은 HOMO 레벨을 갖는 주개 고분자기술의 소개이다. 또한 내구성과 생산성을 동시에 향상시키는 롤투롤 방식의 도치형 구조도 설명하고 있다. 현재 NREL에서 인증한 PCE 기록은 단일접합셀에서 Mitsubishi화학의 10%, 탠덤구조에선 UCLA와 Sumitomo화학의 공동개발에 의한 10.6%인데 모두 상세한 데이터는 공개되지 않았다.

○ 미국에서 옥외 안정성 연구 등으로 P3HT:PCBM 셀 상업화를 개척한 Konarka Technologies가 2012년 파산했다. 유럽의 Krebs 등은 도치형 구조 및 롤투롤 공정을 개발하였다. 한국의 연구수준도 세계 최고이다. 일예로 2007년 광주과학기술원 이광희 등은 전용액가공 탠덤구조에서 PCE 6.5%, 2009년 단일접합의 PCE 6% 초과기록이 있다. 국내 산업체에선 코오롱인더스트리가 2011년 단일층 국내 PCE 기록 7%를 보이고 2017년 롤투롤 기술에 의한 모듈상용화를 계획 중이다. 경제성 높고 안전한 에너지 연구에 대한 거국적 지원은 강조가 필요 없을 것이다.

저자

Yu-Wei Su et al

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2012

권(호)

15(12)

잡지명

Materials Today

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

554~562

분석자

변*호

분석물

• 유기태양전지.pdf [368,914 byte]

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