전기가 필요한 공간에 편리하게 칠하기만 하면 태양전지 기능
페인트를 덧바르는 형태로 태양전지 유지 보수도 가능

국내 연구진이 페인트처럼 건물 외벽이나 자동차에 바르기만 하면 전기를 만들 수 있는 태양전지 기술을 개발해 주목받고 있다.

한국과학기술연구원(KIST) 광전하이브리드연구센터 연구팀은 태양전지 원료가 되는 용액을 코팅한 다음 고체화되는 속도를 제어하는 ‘고효율 용액공정 태양전지’를 개발하고 대면적화에 성공했다고 27일 밝혔다. 이번 연구결과는 에너지 분야 국제학술지 ‘나노 에너지’에 실렸다.

용액공정 태양전지는 태양전지 소재가 되는 유기물을 액체상태로 만든 다음 코팅이나 인쇄하는 방식으로 만들어 진다. 기존에는 전기를 생산할 수 있는 활성영역이 0.1㎠ 이하에 불과한 실험실 수준이었다. 태양전지로 이용할 수 있는 유기소재를 페인트나 잉크처럼 만들어 사용하려고 하면 금새 굳어버리는 결정화 특성을 갖고 있어서 실제로 전력 생산이 가능한 만큼의 면적으로 만들 수 없다는 단점이 있었다.

연구팀은 태양전지 용액을 코팅이나 인쇄할 때 증발속도를 제어함으로써 태양전지 성능에 최적화할 수 있는 방법을 찾아냈다. 연구팀은 결정화 현상이 높은 온도에서 쉽게 발생하기 때문에 상온에 가까운 낮은 온도에서는 결정화를 막아 용액 태양전지를 쉽게 만들 수 있다는 사실도 확인했다.연구팀은 이렇게 만든 고성능 대면적 유기태양전지는 햇빛을 전기로 바꾸는 광전변환효율이 기존 기술보다 우수한 9.6%를 기록한 것을 확인했다.

이번 기술을 활용하면 페인트처럼 건물이나 자동차 뿐만 아니라 전기가 필요한 공간에 칠하는 방식으로 태양전지를 쉽게 만들어 전기를 자급자족할 수 있도록 만들 수 있을 것으로 연구팀은 기대하고 있다.

손해정 KIST 박사는 “이번 연구는 페인트처럼 넓은 면적에 칠해 태양전지를 만들 수 있는 원리를 제시해 용액공정 태양전지 고효율화와 상용화를 가속화시키는데 도움이 될 것”이라며 “전 세계 에너지 빈곤층에 저가의 친환경 에너지 공급이 가능할 뿐만 아니라 도심건물에 태양광 발전을 위한공간활용이 쉬워지고 페인트를 덧바르는 형태로 태양전지를 유지, 보수할 수도 있게 될 것”이라고 말했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr