광주과학기술원(원장 선우중호) 이광희 교수팀은 작년에 이어 올 해 또 다시 세계 최고의 효율을 가지는 단일구조의 플라스틱 태양전지를 개발했다.
이광희 교수팀이 개발한 기술은 세계적으로 권위 있는 학술지인 네이쳐 포토닉스 4월26일자에 게재돼 세계의 주목을 받고 있다.
이 교수팀은 단일 구조의 플라스틱 태양전지에서 6%의 에너지 전환효율을 획득해 국제 태양전지 검증기관인 국제 재생에너지 연구소(National Renewable Energy Laboratory; NREL)로부터 검증을 받았다.
이 기술은 단일구조로 이뤄진 태양전지분야에서 현재까지 검증된 효율 중 세계 최고 기록으로서 차세대 플라스틱 태양전지의 상용화를 크게 앞당길 것으로 기대된다.
이 교수팀은 빛을 흡수할 수 있는 영역이 넓고 높은 개방전압(open circuit voltage)을 가지는 신 물질과 이 교수팀에서 원천기술을 가지고 있는 타이타늄 산화물을 병합해 내부 양자효율을 획기적으로 개선시켜 최고 6.2%의 효율을 달성했다.
이 태양전지는 또한 녹색광 아래에서는 상용화 수준을 훨씬 넘는 17%의 에너지 전환효율을 보이는 것으로 알려졌다.
이 교수팀은 2007년에 단일구조의 태양전지를 두층으로 쌓은 적층형 태양전지를 개발해 세계 최고 수준인 6.5%의 효율을 달성, 사이언스지에 게재한 바 있다.
올해 또 다시 단일구조에서도 세계최고 효율을 달성함으로써 명실 공히 플라스틱 태양전지의 분야에서 세계 최고 수준의 기술력을 보유하고 있음을 입증한 셈이다.
아울러 플라스틱이라는 점에서 휘거나 접을 수 있으며 제작비용이 저렴해 태양광을 이용한 휴대용 충전기, 유리, 파라솔, 기와, 입을 수 있는 태양전지 등 기존의 개념과는 전혀 다른 응용소자의 개발을 통해 부가가치가 매우 높은 새로운 시장을 창출할 것으로 기대를 모으고 있다.
이번 연구결과는 광주과기원 이광희 교수(교신저자)의 주도 하에 광주과기원 히거 신소재 연구센터 소속의 박성흠 박사(제1저자)와 본 센터의 센터장인 2000년도 노벨상 수상자 알란 히거(Alan J. Heeger, 미국 산타바바라 소재 캘리포니아주립대학)교수가 함께 일궈낸 성과다.
이 연구는 교육과학기술부 글로벌 연구실지원사업(GRL)을 통해 수행됐다.
이 교수 연구팀은 2006년에도 세계최초로 전기가 통하는 순수금속 특성의 플라스틱을 개발해 네이처(Nature)지에 논문을 발표했으며 앞으로도 플라스틱 태양전지 분야에서의 추가적인 원천기술을 확보할 것이 유력시 되고 있다.