한국과학기술연구원 손해정 박사팀
에너지 빈곤층 친환경 에너지 공급 기대

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

한국과학기술연구원(KIST) 광전하이브리드연구센터 손해정 박사팀은 태양전지 원료가 되는 용액을 코팅한 뒤 굳는 고체화 속도를 제어하는 ‘고효율 용액공정 태양전지’ 기술을 개발했다고 27일 밝혔다.

용액공정 태양전지는 태양전지 소재가 되는 유기물을 액체 상태로 만든 다음 필요한 부분에 코팅하거나 인쇄하는 방식으로 만들어진다. 기존에는 전기를 생산할 수 있는 전지영역이 0.1㎠ 이하에 불과해 실용화가 어려웠다. 또 태양전지로 이용할 수 있는 유기 소재를 페인트나 잉크처럼 만들어 사용하려고 하면 금세 굳어버리기 때문에 실제로 전력 생산이 가능한 만큼의 면적으로 만들 수 없다는 단점이 있었다.

연구팀은 태양전지 용액을 코팅이나 인쇄할 때 액체 증발 속도를 제어해 태양전지 성능에 최적화할 수 있는 방법을 찾았다. 또 연구팀은 결정화 현상이 상온에 가까운 낮은 온도에서는 발생하지 않는다는 사실도 발견했다. 연구팀은 이렇게 만든 고성능 대면적 유기태양전지의 광전변환효율(햇빛을 전기로 바꾸는 비율)이 기존 기술보다 우수한 9.6%를 기록한 것을 확인했다.

이번 기술을 활용하면 페인트처럼 건물이나 자동차뿐만 아니라 전기가 필요한 곳에 칠하는 방식으로 태양전지를 쉽게 만들어 전기를 자급자족할 수 있을 것으로 연구팀은 기대하고 있다.

손 박사는 “이번 연구는 페인트처럼 넓은 면적에 칠해 태양전지를 만들 수 있는 원리를 제시해 용액공정 태양전지 고효율화와 상용화를 가속화시키는 데 도움이 될 것”이라며 “전 세계 에너지 빈곤층에 저가의 친환경 에너지 공급이 가능할 뿐만 아니라 도심 건물에 태양광 발전을 위한 공간 활용이 쉬워지고 페인트를 덧바르는 형태로 태양전지를 유지, 보수할 수 있게 될 것”이라고 기대했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr